CN114991104A - 一种湖泊沙滩两用的垃圾清理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水面和沙滩垃圾处理技术领域，公开一种兼具沙滩环境和水面环境进行垃圾自动收集的装置，该装置由控制系统，直流电机，船体，太阳能电池板，垃圾收集装置，运动组件，图像识别系统，导航系统九个部分组成。该装置工作方式如下：图像识别系统通过摄像头确认周围环境所有垃圾的位置后，控制系统驱动运动组件使装置到达垃圾所在位置并收集。垃圾收集装置内部有漏网可以将垃圾与水域或砂砾分离，同时压力传感器在感知到漏斗内的垃圾重量到达预设重量或红外线检测装置感知到垃圾到达预设高度后，使装置自动返航更换垃圾箱。本发明专利提供的湖泊沙滩两用智能垃圾清理装置适用范围广，清理过程智能高效，可大幅节省人工成本。

Description

一种湖泊沙滩两用的垃圾清理装置

技术领域

本发明涉及环境保护技术领域，尤其是指一种同时适应沙滩、湖泊两种环境的垃圾清理装置。

背景技术

现有湖泊、河流、沙滩环境经常可以发现丢弃的塑料瓶、漂浮物、藻类等，严重影响环境美观以及环境内的生态系统，如果长期不加以干涉，极易对游客造成不良的影响。而目前常见的垃圾清理装置多数只针对湖泊环境或沙滩环境提供解决思路，管理人员需要分别购置两种垃圾清理装置来解决问题，增加了清洁成本。同时一次收集的垃圾往往需要人工进行二次收集，极大增加了时间成本。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术上不足和改进需求，提供一种结构合理，能同时在湖泊与沙滩环境正常工作，并具备自动追踪能力的垃圾清理装置。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术手段实现的：一种湖泊沙滩两用的垃圾清理装置，它包括两套驱动装置，分别为两侧的四个轮子和后端的两个螺旋桨，均固定在船体上，由电机驱动，被水面运动处理器和沙滩运动处理器分别控制，船体上部固定两个太阳能电池板和一个摄像头，船体中间控制中枢装有电源、两套适用不同环境的运动处理器和主控处理器组成。下端空间固定传动带，传动带的后端固定有垃圾收集容器，容器与可拆卸垃圾箱之间不固连，可以随时分离，船体前端与金属捞网连接。

所述的左右两侧船体与金属捞网之间形成垃圾收拢区，收拢区的竖截面呈等腰梯形状，有良好的聚拢效果，打捞的垃圾都会汇聚于传送带前端，被输送至垃圾收集容器内。

所述的船体材料上选用聚四氟乙烯，这种材料耐高温、耐腐蚀，还有优良的电绝缘性。

所述主控处理器，安装在装置的控制中枢内部，功能是结合各项数据，决定装置的前进路线、垃圾收集装置的启动和行进模式的切换。

所述运动处理器，根据负责的电机位置不同，分别安装在控制中枢的前端和后端，接收到主控处理器信号后开始工作，根据主控处理器的传输数据，使装置行进到指定位置进行工作。

所述摄像头，安装在控制中枢的上端，固连在船体上，能进行360度旋转，通过将图像数据传输进主控处理器，可以更全面精准地识别出所有垃圾的位置。

所述电机通过转轴连接着螺旋桨或轮子，由两套不同的运动处理器根据主控处理器传输的数据控制电阻器来调节各个部件的运转速度，以满足各项运动要求。

所述螺旋桨和轮子在一号电机组和二号电机组的驱动下，速度随处理器动态调整，以实现转弯、后退等动作。

所述传动带，安装在船体中间，控制中枢下方，整体与水平面呈30度倾斜，速度由四号电机组控制，传送带两边高，中间低，可以有效避免垃圾从两边掉落卡住缝隙。

所述金属捞网由三号电机组控制，顺时针旋转，捞网下方三分之一没入水面或砂砾，特有的结构可以轻易捞起垃圾并与周围环境分离。

所述垃圾收集容器装有压力传感器和红外线检测设备，定期将采集的数据输送给中枢处理器，使垃圾箱满溢的情况下可以及时返航，减轻船体工作压力。

所述太阳能电池板下端连接转动支架，可以根据主控处理器的指令，转动太阳能电池板的倾斜角度和转动角度，使太阳能电池板尽可能地以最大面积接触到阳光。

本发明在采用上述方案后，在装置启动后，摄像头对周围环境进行观测，后自动导向垃圾所在区域，电机驱动捞网转动，将垃圾从周围环境中分离后倾倒至垃圾收拢区，垃圾收拢区将垃圾导向中间的传送带，传送带将垃圾运至装置后端的垃圾漏斗，从漏斗中倾至垃圾箱，垃圾箱下端镂空，会将流体和细小固体筛出，减轻重量，清理结束后，装置自动导航至垃圾集中点，更换垃圾箱后，再次投入工作，采用本方案后的结构合理、使用效果好，可以适用于各类型的河道、湖泊和沙滩。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的垃圾收集容器结构示意图。

图3是本发明的太阳能电池板结构示意图。

图中标号：1-船体，5-太阳能电池板，6-控制中枢，7-电源，8-水面运动处理器，9-沙滩运动处理器，10-主控处理器，11-GPS模块，13-挡板，14-摄像头， 15-垃圾收集装置，16-金属捞网，17-传送装置，18-垃圾收集容器，19-压力传感器，20-红外线检测装置，23-轮子，28-可拆卸垃圾箱，29-转动支架，31-螺旋。

具体实施方式

为了更具体的阐述本发明的目的、技术方案及优点，下面通过借助实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明。此处所描述的实施例仅是说明性，非限定性的，本发明的保护范围不受这些实施例的限制。

参阅图一，由图1给出一种湖泊沙滩两用的垃圾清理装置，它包括两套驱动装置，分别为两侧的四个轮子23和后端的两个螺旋桨31，均固定在船体1上，由电机驱动，被水面运动处理器8和沙滩运动处理器9分别控制，船体1上部固定两个太阳能电池板5和一个摄像头14，船体中间控制中枢12装有电源7、两套适用不同环境的运动处理器和主控处理器10组成。下端空间固定传动带27，传动带27的后端固定有垃圾收集容器15，容器15与可拆卸垃圾箱28之间不固连，可以随时分离，船体1前端与金属捞网16连接。

参阅图二，由图2给出，特殊设计的船体1，使装置在行进的过程中产生聚拢垃圾的力量。船体内部对称分布浮体30，使装置在水面工作时浮在水面，GPS模块11、水面运动处理器8、沙滩运动处理器9、主控处理器10、电源7通过螺栓连接在控制中枢内部，控制中枢内，电源7与各元件连接，水面运动处理器8、沙滩运动处理器9受主控处理器10指令行动，根据摄像头14和GPS模块11的信息，向水面运动处理器8或沙滩运动处理器9输入指令，水面运动处理器8控制一号电机组2通过第一组转轴21使螺旋桨31转动，控制一号电机组2中的两个电机产生转速差，便可实现装置在水面环境的转向，沙滩运动处理器9控制二号电机组3的四个电机通过第二组转轴22使轮子23产生转速差也可以实现在沙滩上的转向。

上述使用电力作为驱动的基于图像识别的湖泊沙滩两用的垃圾清理装置主要包括如下步骤方法。

步骤1：通过GPS模组11，获取装置的位置信息，并将数据传递给主控处理器10，在处理器内部调取事先输入的二维地图模型，找到装置所处的位置及周围环境的情况。

步骤2：通过摄像头14搜集环境数据，修正地图模型的错误，并标注垃圾位置和大小。

步骤3：主控处理器10根据垃圾位置和大小差异，做出路径规划，保证区域内的清洁度和估算垃圾清理所用的具体时间。

步骤4：主控处理器10根据工作环境的差异，向对应运动处理器输入指令。

步骤5：运动处理器调节电路中的电阻大小来改变电流，控制电机组的电机的实时转速并使其始终保持在正常范围内。

步骤6：电机通过转轴带动螺旋桨31或轮子23，通过电机的转速差实现装置前进、后退、转弯。

步骤7：靠近目标后，主控处理器10控制三号电机组4和四号电机组26启动，，三号电机组4驱动金属捞网16转动，四号电机组26驱动传送装置17转动。

步骤8：金属捞网16将垃圾置入垃圾收拢区，随着装置向前运动，将垃圾推至转送带27上，后运至垃圾收集容器18。

步骤9：垃圾收集容器18中的压力传感器19和红外线检测装置20，将收集到数据传输给主控处理器10，主控处理器10根据参数对比确认容器是否装满，是否继续进行工作，是否返回更换可拆卸垃圾箱28。

以上所述为本发明的最佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例和附图所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护范围。

Claims (9)

1.一种湖泊沙滩两用智能垃圾清理装置，其特征在于：装置包括船体（1），船体（1）尾部末端对称分布着一号电机组（2），船体两侧对称分布二号电机组（3），船体（1）前端对称分布着三号电机组（4），所述船体（1）的两边分布着太阳能电池板（5）。船体（1）内部设置为控制中枢（6），所述控制中枢包含电源（7）、水面运动处理器（8）、沙滩运动处理器（9）、主控处理器（10）、GPS模块（11）。所述控制中枢（6）周围设有挡板（13），所述控制中枢（6）上方有摄像头（14）。垃圾收集装置（15）设置在船体（1）中间，由主控处理器（10）进行控制。垃圾收集装置（15）由金属捞网（16）、传送装置（17）和垃圾收集容器（18）组成，垃圾收集容器（18）底部装有压力传感器（19），顶部装有红外线检测装置（20），船体内部对称分布浮体（30）。

2.根据权利要求1所述的湖泊沙滩两用智能垃圾清理装置，其特征在于：所述一号电机组（2）通过导线与水面运动处理器（8）连接，所述二号电机组（3）通过导线与沙滩运动处理器（9）连接，水面运动处理器（8）与沙滩运动处理器（9）均由主控处理器（10）控制。

3.根据权利要求1所述的湖泊沙滩两用智能垃圾清理装置，其特征在于：所述摄像头（14）和三号电机组（4）通过导线由主控处理器（10）控制，所述主控处理器与电源（7）连接，所述太阳能电池板（5）通过电源控制器与电源相连。

4.根据权利要求1所述的湖泊沙滩两用智能垃圾清理装置，其特征在于：所述一号电机组通过第一组转轴（21）与螺旋桨（31）相连，驱动螺旋桨（31）转动，所述二号电机组通过第二组转轴（22）与轮子（23）相连，驱动轮子（23）转动，所述三号电机通过第三组转轴（24）与金属捞网（16）连接，三组转轴上均有联轴器（25）。

5.根据权利要求1所述的湖泊沙滩两用智能垃圾清理装置，其特征在于：所述传送装置（17）由四号电机组（26）和传送带（27）组成，四号电机组（26）与传动带（27）之间通过联轴器（25）相连，四号电机组（26）由主控处理器（10）控制。

6.根据权利要求1所述的湖泊沙滩两用智能垃圾清理装置，其特征在于：所述垃圾收集容器（18）包含可拆卸垃圾箱（28）。

7.根据权利要求6所述的可拆卸垃圾箱（28），其特征在于：所述可拆卸垃圾箱底部为均匀间隔排布的钢管，空隙正常，方便细小的砂砾和湖水流失，减轻负重。

8.根据权利要求5所述的传送装置，其特征在于：所述传送带（27）为网状传送带，侧片高，中间低，左右均焊接在船体（1）上,传送带的传动轴伸入左右船体（1）内部，通过联轴器（25）被四号电机组（26）带动，传送带终点的下方为垃圾收集容器（18）。

9.根据权利要求1所述的湖泊沙滩两用智能垃圾清理装置，其特征在于：所述太阳能电池板（5）下端连接转动支架（29），可以根据主控处理器（10）的指令，转动太阳能电池板（5）的倾斜角度和转动角度，使太阳能电池板（5）尽可能地以最大面积接触到阳光。

Images