CN117208206B - 一种环境清理用无人机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无人机技术领域，具体为一种环境清理用无人机，包括具有飞行功能的无人机主体，所述无人机主体上设置有蓄电池仓，所述无人机主体的机架上并且位于蓄电池仓的下方安装有第一摄像头，所述无人机主体的下方安装有安装架，所述安装架上安装有拾取机构；所述拾取机构包括水平设置的电缆卷筒和驱动电机，所述驱动电机用于驱动电缆卷筒旋转，所述电缆卷筒上缠绕有电缆，所述电缆裸露在所述电缆卷筒外的一端安装有电动夹爪。通过电缆卷筒和带有电动夹爪的电缆的设计，电动夹爪可以被放到很长的地方进行垃圾拾取，在进行垃圾清理的时候，所述无人机主体可以飞至离地面较高的地方，防止树枝和山石与所述无人机主体碰撞造成撞机事故发生。

Description

一种环境清理用无人机

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体为一种环境清理用无人机。

背景技术

由于自然景区通常吸引大量的游客和游客活动，因此产生的垃圾量也相对较大。

尤其是山林自然景区内，山崖和树木下往往会有大量的垃圾存在，传统使用人工拾取的方式费事费力，而且会对工作人员的生命安全造成威胁。

近年来，无人机拾取垃圾开始逐渐变得热门，但是传统的拾取垃圾的无人机无法适应景区山崖和树木较多的环境，容易发生撞机的风险。

发明内容

为了解决传统的拾取垃圾的无人机在山崖和树木较多的环境容易发生撞机的技术问题，本发明提供一种环境清理用无人机，以解决上述的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种环境清理用无人机，包括具有飞行功能的无人机主体，所述无人机主体上设置有蓄电池仓，所述无人机主体的机架上并且位于蓄电池仓的下方安装有第一摄像头，所述无人机主体的下方安装有安装架，所述安装架上安装有拾取机构；所述拾取机构包括水平设置的电缆卷筒和驱动电机，所述驱动电机用于驱动电缆卷筒旋转，所述电缆卷筒上缠绕有电缆，所述电缆裸露在所述电缆卷筒外的一端安装有电动夹爪。

作为本发明优选的方案，还包括收纳机构，所述收纳机构包括滑轨，所述滑轨上设置有可沿滑轨运动的滑动小车，所述滑动小车上安装有收纳盒，所述滑轨和滑动小车设置在所述电缆卷筒的下方。

作为本发明优选的方案，所述滑轨设置有一对，每对所述滑轨都包括有平行设置的上滑轨和下滑轨，所述上滑轨和所述下滑轨的截面都具有凹字形的凹陷，所述上滑轨与所述下滑轨水平设置，所述上滑轨滑动连接在所述下滑轨上；所述滑动小车上设置有若干防滑轮，若干所述防滑轮分别均匀的设置在所述滑轨处，所述防滑轮卡在所述上滑轨的凹陷处和所述下滑轨凹陷处之间。

作为本发明优选的方案，所述滑动小车还包括用于驱动防滑轮的步进电机。

作为本发明优选的方案，所述收纳机构还包括收纳盒安装框，所述收纳盒安装框具有镂空的框架状结构，所述收纳盒安装框固定安装在所述滑动小车上，所述收纳盒可拆卸的安装在所述收纳盒安装框中。

作为本发明优选的方案，所述收纳盒的顶部开有收纳口；所述收纳机构还包括自动门，所述自动门安装在所述收纳盒安装框上，所述自动门包括安装在所述收纳盒安装框上的滑动板轨道，所述滑动板轨道上设置有可沿所述滑动板轨道滑动的所述滑动板，所述自动门还包括用于驱动所述滑动板沿所述滑动板轨道滑动的所述微型直线电机；所述滑动板可滑动至覆盖住所述收纳口的位置。

作为本发明优选的方案，所述滑动小车和收纳盒的外壳具有利于透气的结构。

作为本发明优选的方案，所述电动夹爪上位于电动夹爪的驱动夹爪之间设置有第二摄像头，其中第二摄像头的采集端垂直向下。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明中，通过电缆卷筒和带有电动夹爪的电缆的设计，电动夹爪可以被放到很长的地方进行垃圾拾取，在进行垃圾清理的时候，所述无人机主体可以飞至离地面较高的地方，防止树枝和山石与所述无人机主体碰撞造成撞机事故发生。

2.本发明中，通过滑动小车和滑轨的设计，收纳盒可以在拾取机构拾取垃圾后移动到拾取机构下方，收纳垃圾；收纳盒在拾取机构拾取垃圾时从拾取机构的下方移动开，以不阻挡拾取机构工作，通过收纳盒进行垃圾收纳，可以提高拾取机构的拾取效率，不需要拾取一次垃圾无人机主体回去一次，且不会影响拾取机构的工作状态。

3.本发明中，通过所述自动门的设计，可以防止所述收纳盒中的垃圾被风吹走，以造成拾取的垃圾发生二次污染。

附图说明

图1为本发明的立体示意图；

图2为本发明的去除无人机主体后的立体示意图；

图3为本发明的去除无人机主体和安装架后的立体示意图；

图4为本发明的收纳机构的立体示意图；

图5为本发明的收纳盒从收纳盒安装框抽出时的滑动小车、收纳盒安装框和收纳盒的立体示意图。

图中：100、无人机主体；110、蓄电池仓；120、第一摄像头；200、安装架；300、拾取机构；310、电缆卷筒；320、驱动电机；330、电缆；340、电动夹爪；350、第二摄像头；400、收纳机构；410、滑轨；411、上滑轨；412、下滑轨；420、滑动小车；421、步进电机；422、防滑轮；430、收纳盒安装框；440、收纳盒；441、收纳口；450、自动门；451、滑动板；452、滑动板轨道；453、微型直线电机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：请参阅图1-5所示的一种环境清理用无人机，包括具有飞行功能的无人机主体100，所述无人机主体100上设置有蓄电池仓110，所述无人机主体100的机架上并且位于蓄电池仓110的下方安装有第一摄像头120，所述无人机主体100的下方安装有安装架200，所述安装架200上安装有拾取机构300；所述拾取机构300包括水平设置的电缆卷筒310和驱动电机320，所述驱动电机320用于驱动电缆卷筒310旋转，所述电缆卷筒310上缠绕有电缆330，所述电缆330裸露在所述电缆卷筒310外的一端安装有电动夹爪340。

具体的，所述电动夹爪340用于垃圾拾取；所述第一摄像头120对地面进行监控观察，当看到地面有需要清理垃圾存在时，所述无人机主体100飞至需要进行清理的垃圾上方，通过所述驱动电机320驱动所述电缆卷筒310旋转将所述电缆330缓慢放下，所述电动夹爪340将地面上的垃圾夹起，完成垃圾拾取的操作。

蓄电池仓110为无人机主体100的飞行和驱动电机320提供动力。

当第一摄像头120观察到目标垃圾区域附近有灌木、树林时，无人机主体100悬停到较高的高度，防止无人机主体100撞机对无人机主体100造成损坏，在安全的地方拾取机构300进行垃圾拾取操作。

所述电缆330的表皮选用抗拉性材质。

还包括收纳机构400，所述收纳机构400包括滑轨410，所述滑轨410上设置有可沿滑轨410运动的滑动小车420，所述滑动小车420上安装有收纳盒440，所述滑轨410和滑动小车420设置在所述电缆卷筒310的下方。

具体的，所述收纳机构400用于收集所述拾取机构300收集的垃圾，通过所述收纳机构400的设计，可以一次性收集大量垃圾后，无人机再返航，提高垃圾清理效率。

所述滑动小车420和滑轨410的设计，可以使得滑动小车420带动收纳盒440在滑轨410上滑动。拾取机构300需要将拾取到的垃圾放置到收纳盒440中时，滑动小车420带动收纳盒440移动到所述拾取机构300的下方。当拾取机构300工作的时候，滑动小车420带动收纳盒440移动到不妨碍所述拾取机构300的电缆330和电动夹爪340运动的位置。滑动小车420的设计可以不阻挡所述拾取机构300的工作。

所述滑轨410设置有一对，每对所述滑轨410都包括有平行设置的上滑轨411和下滑轨412，所述上滑轨411和所述下滑轨412的截面都具有凹字形的凹陷，所述上滑轨411与所述下滑轨412水平设置，所述上滑轨411滑动连接在所述下滑轨412上；所述滑动小车420上设置有若干防滑轮422，若干所述防滑轮422分别均匀的设置在所述滑轨410处，所述防滑轮422卡在所述上滑轨411的凹陷处和所述下滑轨412凹陷处之间。

具体的，所述上滑轨411和所述下滑轨412的设计，用于将防滑轮422夹在所述上滑轨411和所述下滑轨412中间，通过上滑轨411和下滑轨412的截面都具有凹字形的凹陷设计，所述防滑轮422被卡住后，只能沿着滑轨410的延伸方向运动，这样可以约束防滑轮422的位置，进一步的约束滑动小车420的位置，防止滑动小车420晃动甚至掉落，以防止影响无人机主体100的飞行姿态和滑动小车420的掉落伤人。

所述滑动小车420还包括用于驱动防滑轮422的步进电机421。

具体的，通过所述步进电机421的设置，以带动所述防滑轮422旋转，实现所述防滑轮422在滑轨410中的移动，以实现所述无人机主体100在空中时，滑动小车420带动收纳盒440移动的目的。

所述收纳机构400还包括收纳盒安装框430，所述收纳盒安装框430具有镂空的框架状结构，所述收纳盒安装框430固定安装在所述滑动小车420上，所述收纳盒440可拆卸的安装在所述收纳盒安装框430中。

具体的，所述收纳盒安装框430具有镂空的框架状结构，可以有效的减少受风面，当所述无人机主体100在空中时，可以减少所述收纳盒安装框430受风吹的阻力，提高所述无人机主体100的运行稳定性，进一步提高所述拾取机构300的工作稳定性，提高所述拾取机构300的工作效率。所述收纳盒440可拆卸的安装在所述收纳盒安装框430中的设计，在无人机主体100降落时，可以很方便的从收纳盒安装框430中抽出收纳盒440并去除收纳盒440中的垃圾。

所述收纳盒440的顶部开有收纳口441；所述收纳机构400还包括自动门450，所述自动门450安装在所述收纳盒安装框430上，所述自动门450包括安装在所述收纳盒安装框430上的滑动板轨道452，所述滑动板轨道452上设置有可沿所述滑动板轨道452滑动的所述滑动板451，所述自动门450还包括用于驱动所述滑动板451沿所述滑动板轨道452滑动的所述微型直线电机453；所述滑动板451可滑动至覆盖住所述收纳口441的位置。

具体的，所述自动门450安装在所述收纳盒安装框430上，固定安装设置可以提高所述自动门450运行的稳定性。通过所述微型直线电机453驱动所述滑动板451在滑动板轨道452上滑动，实现所述滑动板451覆盖或者移开在所述收纳口441上的功能。当拾取机构300需要将垃圾放到所述收纳盒440中时，所述滑动板451从所述收纳口441处移开。当拾取机构300在所述收纳盒440中放完垃圾后，所述滑动板451覆盖在所述收纳口441上，防止因为空气气流将垃圾从所述收纳口441中吹出。

所述滑动小车420和收纳盒440的外壳具有利于透气的结构。

具体的，所述滑动小车420和所述收纳盒440具有网状的外壳机构。通过所述滑动小车420和所述自动门450的网状外壳机构，当风吹向所述滑动小车420和所述自动门450的时候，风会从网状外壳中间穿过，减少了所述滑动小车420和所述自动门450在风吹时的受力，无人机整体受风力影响减少，提高所述无人机主体100的运行稳定性，进一步提高所述拾取机构300的工作稳定性，提高所述拾取机构300的工作效率。

所述电动夹爪340上位于电动夹爪340的驱动夹爪之间设置有第二摄像头350，其中第二摄像头350的采集端垂直向下。

具体的，所述第二摄像头350的设计，可以准确的观察到所述电动夹爪340与垃圾的对应位置关系，并进一步的对电动夹爪340的操控和无人机主体100的飞行姿态进行微调，以提高拾取垃圾的效率。

一种环境清理用无人机，包括具有飞行功能的无人机主体100，所述无人机主体100上设置有蓄电池仓110，所述无人机主体100上安装有第一摄像头120，所述无人机主体100的下方安装有安装架200，所述安装架200上安装有拾取机构300；所述拾取机构300包括水平设置的电缆卷筒310和驱动电机320，所述驱动电机320用于驱动电缆卷筒310旋转，所述电缆卷筒310上缠绕有电缆330，所述电缆330的一端安装有电动夹爪340。所述电动夹爪340上安装有第二摄像头350。

具体的，相比实施例1，不需要收纳机构400，提高了无人机运行的稳定性。

所述电动夹爪340用于垃圾拾取；所述第一摄像头120对地面进行监控观察，当看到地面有需要清理垃圾存在时，所述无人机主体100飞至需要进行清理的垃圾上方，通过所述驱动电机320驱动所述电缆卷筒310旋转将所述电缆330缓慢放下，所述电动夹爪340将地面上的垃圾夹起，完成垃圾拾取的操作。

蓄电池仓110为无人机主体100的飞行和驱动电机320提供动力。

当第一摄像头120观察到目标垃圾区域附近有灌木、树林时，无人机主体100悬停到较高的高度，防止无人机主体100撞机对无人机主体100造成损坏，在安全的地方拾取机构300进行垃圾拾取操作。

工作人员会划分垃圾堆放区域，拾取垃圾之后，无人机主体100主体飞至堆放区域上方，驱动电动夹爪340将垃圾放置垃圾堆放区域后，继续执行垃圾拾取操作。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种环境清理用无人机，其特征在于：包括具有飞行功能的无人机主体（100），所述无人机主体（100）上设置有蓄电池仓（110），所述无人机主体（100）的机架上并且位于蓄电池仓（110）的下方安装有第一摄像头（120），所述无人机主体（100）的下方安装有安装架（200），所述安装架（200）上安装有拾取机构（300）；所述拾取机构（300）包括水平设置的电缆卷筒（310）和驱动电机（320），所述驱动电机（320）用于驱动电缆卷筒（310）旋转，所述电缆卷筒（310）上缠绕有电缆（330），所述电缆（330）裸露在所述电缆卷筒（310）外的一端安装有电动夹爪（340）；

还包括收纳机构（400），所述收纳机构（400）包括滑轨（410），所述滑轨（410）上设置有可沿滑轨（410）运动的滑动小车（420），所述滑动小车（420）上安装有收纳盒（440），所述滑轨（410）和滑动小车（420）设置在所述电缆卷筒（310）的下方；

所述滑轨（410）设置有一对，每对所述滑轨（410）都包括有平行设置的上滑轨（411）和下滑轨（412），所述上滑轨（411）和所述下滑轨（412）的截面都具有凹字形的凹陷，所述上滑轨（411）与所述下滑轨（412）水平设置，所述上滑轨（411）滑动连接在所述下滑轨（412）上，所述滑动小车（420）上设置有若干防滑轮（422），若干所述防滑轮（422）分别均匀的设置在所述滑轨（410）处，所述防滑轮（422）卡在所述上滑轨（411）的凹陷处和所述下滑轨（412）凹陷处之间；

所述滑动小车（420）还包括用于驱动防滑轮（422）的步进电机（421）；

所述收纳机构（400）还包括收纳盒安装框（430），所述收纳盒安装框（430）具有镂空的框架状结构，所述收纳盒安装框（430）固定安装在所述滑动小车（420）上，所述收纳盒（440）可拆卸的安装在所述收纳盒安装框（430）中；

所述收纳盒（440）的顶部开有收纳口（441）；所述收纳机构（400）还包括自动门（450），所述自动门（450）安装在所述收纳盒安装框（430）上，所述自动门（450）包括安装在所述收纳盒安装框（430）上的滑动板轨道（452），所述滑动板轨道（452）上设置有可沿所述滑动板轨道（452）滑动的所述滑动板（451），所述自动门（450）还包括用于驱动所述滑动板（451）沿所述滑动板轨道（452）滑动的微型直线电机（453）；所述滑动板（451）可滑动至覆盖住所述收纳口（441）的位置。

2.根据权利要求1所述的一种环境清理用无人机，其特征在于：所述滑动小车（420）和收纳盒（440）的外壳具有利于透气的结构。

3.根据权利要求1所述的一种环境清理用无人机，其特征在于：所述电动夹爪（340）上位于电动夹爪（340）的驱动夹爪之间设置有第二摄像头（350），其中第二摄像头（350）的采集端垂直向下。