CN115352636A - 一种海洋垃圾清理无人机 - Google Patents

Abstract

本发明属于无人机技术领域，具体涉及一种海洋垃圾清理无人机，包括无人机体，无人机体底端的四个端角均固定有连接杆，无人机体底端的两侧均安装有漂浮体，连接杆的底端固定有安装板，安装板的底端安装有垃圾搅碎机构，垃圾搅碎机构用于搅碎海洋漂浮物，垃圾搅碎机构包括搅碎架，搅碎架的一端设置有入口，搅碎架的底端设置有出口，搅碎架的下方设置有捕捞网，搅碎架的出口位于捕捞网内，搅碎架的内部转动连接有主动搅碎辊和从动搅碎辊，主动搅碎辊和从动搅碎辊的外侧设置有搅碎齿。本发明能够在海洋垃圾收入收集网前对海洋垃圾搅碎，使得海洋垃圾内不会灌注海水，且搅碎后能减少海洋垃圾的占用空间，一次能够收集更多的海洋垃圾。

Description

一种海洋垃圾清理无人机

技术领域

本发明属于无人机技术领域，具体涉及一种海洋垃圾清理无人机。

背景技术

海洋垃圾是指海洋和海岸环境中具有持久性的、人造的或经加工的固体废弃物。海洋垃圾影响海洋景观，威胁航行安全，并对海洋生态系统的健康产生影响，进而对海洋经济产生负面效应。

这些海洋垃圾一部分停留在海滩上，一部分漂浮在海面或沉入海底，对于停留在海滩上的海洋垃圾可以人工拾取对海洋垃圾进行清理，而对于漂浮在海面上的海洋垃圾则无法通过人工拾取的方式进行清理，所以会采用远程操控无人机的方式对海面的垃圾进行捕捞，一般通过无人机下方设置捕捞网，将捕捞网沉入海面，在无人机游走途中将海面漂浮的海洋垃圾收入捕捞网内。

但由于海面漂浮的海洋垃圾多为塑料袋和塑料瓶，内部容易灌注海水，在收集海洋垃圾时无法将海洋垃圾内灌注的海水倒出，在无人机带动海洋垃圾飞行时会极大的增加无人机的负重，且塑料瓶也较为占用空间，会降低无人机一次收集海洋垃圾的总量。

CN202110000097.6 公开了一种水面垃圾拾捡无人机装置，该设备在湖面上进行前行，在垃圾识别摄像头识别到垃圾物时，游向垃圾物的同时，控制伸缩杆的下降，将垃圾物铲入到垃圾捞网的内部，即可完成垃圾的拾捡工作；当垃圾收集完毕后，控制动力无人机的上升从而带动垃圾收集机器人的提升，将垃圾提起在垃圾捞网和后衬网板的作用下起到沥水的作用，减轻无人机的压力，较小的垃圾在重力的作用下通过中心通孔和连接筒，落入到收集网兜，增加容量，此方案虽然利用重力的方式使垃圾内的水沥下减轻重量，但依然会存在一些密封的垃圾，如盖上盖子的瓶子、口朝上的易拉罐等，其内的水不能沥下，不能完全达到沥水减重的目的，且其下方携带的收集网兜不能在无人机飞行时收回，会增大飞行阻力。

CN202023283180.9公开了一种水面垃圾清理无人机，通过在无人机上设置收集槽管与收集网，可以实现对水面上的垃圾以及污染物进行收集，通过在收集槽管上设置通孔，可以有效减少无人机在垃圾收集时受到的阻力，减轻对无人机动力的负担，此方案虽可进行垃圾清理，但是面对垃圾内灌注的水，在无人机起飞后，会极大的增加无人机的负重，阻碍无人机飞行，且无人机降落到水上后，没有水上推进装置，无人机无法前进或转向，除此之外，无人机下方的收集网也不具备卷收功能，在无人机飞行时会产生较大的飞行阻力。

发明内容

本发明的目的是提供一种海洋垃圾清理无人机，能够在海洋垃圾收入收集网前对海洋垃圾搅碎，使得海洋垃圾内不会灌注海水，且搅碎后能减少海洋垃圾的占用空间，一次能够收集更多的海洋垃圾。

本发明采取的技术方案具体如下：

一种海洋垃圾清理无人机，包括无人机体，所述无人机体底端的四个端角均固定有连接杆，所述无人机体底端的两侧均安装有漂浮体，所述连接杆的底端固定有安装板，所述安装板的底端安装有垃圾搅碎机构，所述垃圾搅碎机构用于搅碎海洋漂浮物，所述垃圾搅碎机构包括搅碎架，所述搅碎架的一端设置有入口，所述搅碎架的底端设置有出口，所述搅碎架的下方设置有捕捞网，所述搅碎架的出口位于捕捞网内，所述搅碎架的内部转动连接有主动搅碎辊和从动搅碎辊，所述主动搅碎辊和从动搅碎辊的外侧设置有搅碎齿，所述主动搅碎辊和从动搅碎辊外侧的搅碎齿交错设置；

还包括捞网卷收组件，所述捞网卷收组件用于收起捕捞网，所述捞网卷收组件包括配重块，所述配重块有两个，所述配重块固定在捕捞网一端的两个端角处，所述捕捞网的另一端的两个端角与搅碎架的下端固定，所述配重块的顶端固定有收网线。

作为本发明所述一种海洋垃圾清理无人机的一种优选方案，其中：所述垃圾搅碎机构还包括主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮安装在主动搅碎辊的一端，所述从动齿轮安装在从动搅碎辊的一端，所述主动齿轮和从动齿轮啮合连接，所述搅碎架的内部还设置有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出端与主动齿轮连接。

作为本发明所述一种海洋垃圾清理无人机的一种优选方案，其中：所述搅碎架入口的两侧设置为斜面。

作为本发明所述一种海洋垃圾清理无人机的一种优选方案，其中：所述捞网卷收组件还包括安装架，所述安装架有两个，所述安装架安装在安装板上表面一端的两个端角处，所述安装架内转动连接有收线架，两个收线架之间通过同步连杆连接，其中一个所述安装架的一侧固定有第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出端与同步连杆的一端连接，两个所述收网线远离配重块的一端分别于两个收线架固定。

作为本发明所述一种海洋垃圾清理无人机的一种优选方案，其中：还包括升降组件和防护壳，所述升降组件安装在安装板上方，所述升降组件包括T形板，所述T形板安装在搅碎架顶端的一侧，所述防护壳固定在无人机体一端的一侧，所述防护壳的内部固定有第三驱动电机，所述第三驱动电机的输出端固定有螺纹传动杆，所述螺纹传动杆的底端安装在安装板的上方，所述螺纹传动杆与T形板螺纹连接，所述安装板和无人机体之间还固定有导向杆，所述搅碎架与导向杆滑动连接。

作为本发明所述一种海洋垃圾清理无人机的一种优选方案，其中：所述T形板的两端均固定有海洋垃圾聚集板，所述海洋垃圾聚集板与安装板滑动连接，所述海洋垃圾聚集板相对安装板倾斜，且两个所述海洋垃圾聚集板倾斜方向相反。

作为本发明所述一种海洋垃圾清理无人机的一种优选方案，其中：还包括舵体组件，所述舵体组件包括连接架，所述连接架安装在安装板一端的中部，所述连接架的一端固定有电动升降杆，所述电动升降杆的底端固定有防水壳体，所述防水壳体的内部固定有马达，所述马达的输出端固定有舵轮。

作为本发明所述一种海洋垃圾清理无人机的一种优选方案，其中：所述连接架一端的顶端固定有转向电机，所述转向电机的输出端与电动升降杆的顶端固定，所述电动升降杆与连接架转动连接。

作为本发明所述一种海洋垃圾清理无人机的一种优选方案，其中：所述漂浮体为充气气囊，两个所述漂浮体通过充气管连接，所述充气管位于安装板的上方，所述安装板的上表面还安装有充气泵，所述充气泵的输出端与充气管连接。

作为本发明所述一种海洋垃圾清理无人机的一种优选方案，其中：所述漂浮体为内部中空的塑料体。

本发明取得的技术效果为：

本发明通过设置的垃圾搅碎机构，能够在清理海洋垃圾时将海洋垃圾搅碎后收入捕捞网内，能够避免海洋垃圾内灌水，也能够减少海洋垃圾占用的空间，一次能够捞出更多的海洋垃圾；

本发明通过设置的捞网卷收组件，能够对捕捞网收放，在无人机飞行时可将捕捞网收起在安装板的下方，在无人机飞行时能够减少无人机的风阻，能够更加节省无人机的电量；

本发明设置的漂浮体和舵体组件，使得无人机能够漂浮在海面上，并且能够在海面上游动，在收集海洋垃圾时无人机不用在空中飞行，能够节省更多的电量，增加无人机的工作时间。

附图说明

图1为本发明整体的结构示意图；

图2为本发明整体结构的后视图；

图3为本发明整体结构的侧面剖面图；

图4为本发明捕捞网收起后的结构示意图；

图5为本发明捞网卷收组件的结构示意图；

图6为本发明垃圾搅碎机构的剖面图；

图7为本发明图3中A处的局部放大示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、无人机体；2、连接杆；3、安装板；4、漂浮体；5、充气泵；6、充气管；10、垃圾搅碎机构；11、搅碎架；12、主动搅碎辊；13、从动搅碎辊；14、第一驱动电机；15、主动齿轮；16、从动齿轮；20、捞网卷收组件；21、安装架；22、收线架；23、同步连杆；24、第二驱动电机；25、收网线；26、配重块；27、捕捞网；30、升降组件；31、T形板；32、海洋垃圾聚集板；33、防护壳；34、第三驱动电机；35、螺纹传动杆；36、导向杆；40、舵体组件；41、连接架；42、转向电机；43、电动升降杆；44、防水壳体；45、舵轮。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。

实施例1

请参阅图1-图7所示，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种海洋垃圾清理无人机，包括无人机体1，无人机体1底端的四个端角均固定有连接杆2，无人机体1底端的两侧均安装有漂浮体4，连接杆2的底端固定有安装板3，安装板3的底端安装有垃圾搅碎机构10，垃圾搅碎机构10用于搅碎海洋漂浮物，垃圾搅碎机构10包括搅碎架11，搅碎架11的一端设置有入口，搅碎架11入口的两侧设置为斜面，搅碎架11的底端设置有出口，搅碎架11的下方设置有捕捞网27，搅碎架11的出口位于捕捞网27内，搅碎架11的内部转动连接有主动搅碎辊12和从动搅碎辊13，主动搅碎辊12和从动搅碎辊13的外侧设置有搅碎齿，主动搅碎辊12和从动搅碎辊13外侧的搅碎齿交错设置。

本发明在使用时，将无人机停在海面上，通过漂浮体4的浮力使得无人机可漂浮在海面上，通过操控无人机在海面上移动，将海面上漂浮的海洋垃圾聚集在搅碎架11的入口处，并通过主动搅碎辊12和从动搅碎辊13将海洋垃圾卷入搅碎架11内，并通过主动搅碎辊12和从动搅碎辊13外侧设置的搅碎齿将海洋垃圾搅碎，搅碎后的海洋垃圾落入捕捞网27内收集起来。

请参阅图5所示，垃圾搅碎机构10还包括主动齿轮15和从动齿轮16，主动齿轮15安装在主动搅碎辊12的一端，从动齿轮16安装在从动搅碎辊13的一端，主动齿轮15和从动齿轮16啮合连接，搅碎架11的内部还设置有第一驱动电机14，第一驱动电机14的输出端与主动齿轮15连接；

具体的，在搅碎海洋垃圾时，通过第一驱动电机14提供动力，带动主动搅碎辊12旋转，主动齿轮15跟随同时旋转，主动齿轮15旋转时在啮合的作用下能够带动从动齿轮16旋转，使得从动搅碎辊13同时旋转，能够将海洋垃圾卷入主动搅碎辊12和从动搅碎辊13之间，并将海洋垃圾搅碎，减少海洋垃圾的占用空间，也能够避免捞出海洋垃圾时其内部灌注海水，增加重量。

请一并参阅图3和图7所示，还包括升降组件30和防护壳33，升降组件30安装在安装板3上方，升降组件30包括T形板31，T形板31安装在搅碎架11顶端的一侧，防护壳33固定在无人机体1一端的一侧，防护壳33的内部固定有第三驱动电机34，第三驱动电机34的输出端固定有螺纹传动杆35，螺纹传动杆35的底端安装在安装板3的上方，螺纹传动杆35与T形板31螺纹连接，安装板3和无人机体1之间还固定有导向杆36，搅碎架11与导向杆36滑动连接；

具体的，在无人机停在陆地上时，可通过启动第三驱动电机34，带动螺纹传动杆35旋转，螺纹传动杆35旋转时在螺纹的作用下能够带动T形板31升降，升降时带动搅碎架11升起，使得垃圾搅碎机构10整体能够升至安装板3的上方，停在陆地上时，垃圾搅碎机构10不会与地面接触，能够避免垃圾搅碎机构10受到碰撞损坏。

请再次参阅图3和图7所示，T形板31的两端均固定有海洋垃圾聚集板32，海洋垃圾聚集板32与安装板3滑动连接，海洋垃圾聚集板32相对安装板3倾斜，且两个海洋垃圾聚集板32倾斜方向相反；

具体的，在T形板31升降时能够带动海洋垃圾聚集板32同时升降，当海洋垃圾聚集板32降下时，且无人机落在海面上时，海洋垃圾聚集板32的底端能够插入海水内，在无人机在海面移动时，能够将两个海洋垃圾聚集板32之间的海洋垃圾聚集，使得海洋垃圾进入垃圾搅碎机构10进行搅碎处理。

请再次参阅图7所示，还包括舵体组件40，舵体组件40包括连接架41，连接架41安装在安装板3一端的中部，连接架41的一端固定有电动升降杆43，电动升降杆43的底端固定有防水壳体44，防水壳体44的内部固定有马达，马达的输出端固定有舵轮45，连接架41一端的顶端固定有转向电机42，转向电机42的输出端与电动升降杆43的顶端固定，电动升降杆43与连接架41转动连接；

具体的，无人机落在海面上后，电动升降杆43推动舵轮45下降，使得舵轮45伸入海水内，可通过防水壳体44内的马达带动舵轮45旋转，舵轮45旋转拨动海水流动，推动无人机移动，同时转向电机42可以控制舵轮45的朝向，进而能够改变无人机移动的方向，在收集海洋垃圾时无人机不用在空中飞行，能够降低无人机的耗电。

请参阅图6所示，漂浮体4可为充气气囊或内部中空的塑料体，当漂浮体4为充气气囊时，两个漂浮体4通过充气管6连接，充气管6位于安装板3的上方，安装板3的上表面还安装有充气泵5，充气泵5的输出端与充气管6连接；

具体的，漂浮体4可为无人机提供浮力，使得无人机能够在海面漂浮，且漂浮体4为充气气囊或中空的塑料体，漂浮体4自身重量更轻，能够减少无人机负重。

实施例2

请参照图2所示，为本发明第二个实施例，该实施例基于上一个实施例。

请再次参照图2所示，还包括捞网卷收组件20，捞网卷收组件20用于收起捕捞网27，捞网卷收组件20包括配重块26，配重块26有两个，配重块26固定在捕捞网27一端的两个端角处，捕捞网27的另一端的两个端角与搅碎架11的下端固定，配重块26的顶端固定有收网线25；

具体的，无人机落在海面上时，配重块26在自身重量的作用下沉入海里，进而使得捕捞网27能够沉入海面下，并且收网线25可以控制配重块26沉入的深度，进而控制捕捞网27落入海水的深度。

请再次参照图2所示，捞网卷收组件20还包括安装架21，安装架21有两个，安装架21安装在安装板3上表面一端的两个端角处，安装架21内转动连接有收线架22，两个收线架22之间通过同步连杆23连接，其中一个安装架21的一侧固定有第二驱动电机24，第二驱动电机24的输出端与同步连杆23的一端连接，两个收网线25远离配重块26的一端分别于两个收线架22固定；

具体的，通过第二驱动电机24能够带动收线架22旋转，收线架22旋转时能够带动收网线25卷收，收网线25卷收时能够拉动配重块26升降，进而能够收放捕捞网27，当将配重块26拉至最顶端时，捕捞网27收至安装板3的下方，在无人机飞行时不会增加无人机的风阻。

本发明的工作原理为：首先将无人机停在海面上，漂浮体4接触海面并在浮力的作用下使得无人机漂浮起来，之后启动升降组件30，将垃圾搅碎机构10和海洋垃圾聚集板32放下，使得海洋垃圾聚集板32伸入海水内，之后启动捞网卷收组件20，通过第二驱动电机24控制配重块26下降，将捕捞网27的一端沉入海水内，之后将舵轮45伸入海水内，通过舵体组件40控制无人机在海面上游动，游动时海洋垃圾由海洋垃圾聚集板32将海洋垃圾聚集，进入垃圾搅碎机构10，并通过垃圾搅碎机构10将海洋垃圾搅碎，搅碎后的海洋垃圾落入至捕捞网27内进行收集，且搅碎后的海洋垃圾占用空间更小，一次能够收集更多的海洋垃圾，且搅碎后的海洋垃圾内不会灌注海水，也能够减少无人机运输海洋垃圾时的负重。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。

Claims (10)

1.一种海洋垃圾清理无人机，其特征在于：包括无人机体（1），所述无人机体（1）底端的四个端角均固定有连接杆（2），所述无人机体（1）底端的两侧均安装有漂浮体（4），所述连接杆（2）的底端固定有安装板（3），所述安装板（3）的底端安装有垃圾搅碎机构（10），所述垃圾搅碎机构（10）用于搅碎海洋漂浮物，所述垃圾搅碎机构（10）包括搅碎架（11），所述搅碎架（11）的一端设置有入口，所述搅碎架（11）的底端设置有出口，所述搅碎架（11）的下方设置有捕捞网（27），所述搅碎架（11）的出口位于捕捞网（27）内，所述搅碎架（11）的内部转动连接有主动搅碎辊（12）和从动搅碎辊（13），所述主动搅碎辊（12）和从动搅碎辊（13）的外侧设置有搅碎齿，所述主动搅碎辊（12）和从动搅碎辊（13）外侧的搅碎齿交错设置；

还包括捞网卷收组件（20），所述捞网卷收组件（20）用于收起捕捞网（27），所述捞网卷收组件（20）包括配重块（26），所述配重块（26）有两个，所述配重块（26）固定在捕捞网（27）一端的两个端角处，所述捕捞网（27）的另一端的两个端角与搅碎架（11）的下端固定，所述配重块（26）的顶端固定有收网线（25）。

2.根据权利要求1所述的一种海洋垃圾清理无人机，其特征在于：所述垃圾搅碎机构（10）还包括主动齿轮（15）和从动齿轮（16），所述主动齿轮（15）安装在主动搅碎辊（12）的一端，所述从动齿轮（16）安装在从动搅碎辊（13）的一端，所述主动齿轮（15）和从动齿轮（16）啮合连接，所述搅碎架（11）的内部还设置有第一驱动电机（14），所述第一驱动电机（14）的输出端与主动齿轮（15）连接。

3.根据权利要求1所述的一种海洋垃圾清理无人机，其特征在于：所述搅碎架（11）入口的两侧设置为斜面。

4.根据权利要求1所述的一种海洋垃圾清理无人机，其特征在于：所述捞网卷收组件（20）还包括安装架（21），所述安装架（21）有两个，所述安装架（21）安装在安装板（3）上表面一端的两个端角处，所述安装架（21）内转动连接有收线架（22），两个收线架（22）之间通过同步连杆（23）连接，其中一个所述安装架（21）的一侧固定有第二驱动电机（24），所述第二驱动电机（24）的输出端与同步连杆（23）的一端连接，两个所述收网线（25）远离配重块（26）的一端分别于两个收线架（22）固定。

5.根据权利要求1所述的一种海洋垃圾清理无人机，其特征在于：还包括升降组件（30）和防护壳（33），所述升降组件（30）安装在安装板（3）上方，所述升降组件（30）包括T形板（31），所述T形板（31）安装在搅碎架（11）顶端的一侧，所述防护壳（33）固定在无人机体（1）一端的一侧，所述防护壳（33）的内部固定有第三驱动电机（34），所述第三驱动电机（34）的输出端固定有螺纹传动杆（35），所述螺纹传动杆（35）的底端安装在安装板（3）的上方，所述螺纹传动杆（35）与T形板（31）螺纹连接，所述安装板（3）和无人机体（1）之间还固定有导向杆（36），所述搅碎架（11）与导向杆（36）滑动连接。

6.根据权利要求5所述的一种海洋垃圾清理无人机，其特征在于：所述T形板（31）的两端均固定有海洋垃圾聚集板（32），所述海洋垃圾聚集板（32）与安装板（3）滑动连接，所述海洋垃圾聚集板（32）相对安装板（3）倾斜，且两个所述海洋垃圾聚集板（32）倾斜方向相反。

7.根据权利要求1所述的一种海洋垃圾清理无人机，其特征在于：还包括舵体组件（40），所述舵体组件（40）包括连接架（41），所述连接架（41）安装在安装板（3）一端的中部，所述连接架（41）的一端固定有电动升降杆（43），所述电动升降杆（43）的底端固定有防水壳体（44），所述防水壳体（44）的内部固定有马达，所述马达的输出端固定有舵轮（45）。

8.根据权利要求7所述的一种海洋垃圾清理无人机，其特征在于：所述连接架（41）一端的顶端固定有转向电机（42），所述转向电机（42）的输出端与电动升降杆（43）的顶端固定，所述电动升降杆（43）与连接架（41）转动连接。

9.根据权利要求1所述的一种海洋垃圾清理无人机，其特征在于：所述漂浮体（4）为充气气囊，两个所述漂浮体（4）通过充气管（6）连接，所述充气管（6）位于安装板（3）的上方，所述安装板（3）的上表面还安装有充气泵（5），所述充气泵（5）的输出端与充气管（6）连接。

10.根据权利要求1所述的一种海洋垃圾清理无人机，其特征在于：所述漂浮体（4）为内部中空的塑料体。

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