CN215518688U - 一种滚轮式水面垃圾清理机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水中机器人技术领域，具体是涉及一种滚轮式水面垃圾清理机器人，包括机架，机架为前侧开口的方形中空箱体，机架由轻质材料制成，在机器人处于水中时，机架开口面的一部分浮于水面上；还包括收集组件和推进组件，收集组件和推进组件固定安装在机架上，收集组件设有两个，两个收集组件沿机架中心对称设置，收集组件包括有防水电机、传动组件和收集滚轮，防水电机固定安装在机架上，传动组件的第一端与防水电机的驱动端固定连接，收集滚轮沿轴线均匀设置有弹性滚条，收集滚轮与传动组件的第二端固定连接，收集滚轮可转动的安装在机架开口面；本申请解决了如何避免对小水域水面垃圾收集后垃圾再次掉落造成二次污染的技术问题。

Description

一种滚轮式水面垃圾清理机器人

技术领域

本实用新型涉及水中机器人技术领域，具体是涉及一种滚轮式水面垃圾清理机器人。

背景技术

随着我们的生活水平不断升，我们对生活质量的需求也在不断的上升，但一部分人群对环境保护的意识还不足，习惯了乱扔乱放。其中不乏一部分垃圾会因各种原因被流放到水体中，造成了水上环境的破坏。国内目前也有着许多的水下机器，但很多都是用于勘察或者海洋的地区的，以至于很多机器都是大型的，且所需耗能也比较大，到了一些海岸边，小地区的湖水等都不适用，通常还是环卫工人亲自去回收垃圾的，基于以上问题，有必要设计一款小型的滚轮式水面垃圾清理机器人。

实用新型内容

为解决上述技术问题，提供一种滚轮式水面垃圾清理机器人。

为达到以上目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种滚轮式水面垃圾清理机器人，包括机架，机架为前侧开口的方形中空箱体，机架由轻质材料制成，在机器人处于水中时，机架开口面的一部分浮于水面上；

还包括收集组件和推进组件，收集组件和推进组件固定安装在机架上，收集组件设有两个，两个收集组件沿机架中心对称设置，收集组件包括有防水电机、联轴器、传动组件和收集滚轮，防水电机固定安装在机架上，联轴器与防水电机的驱动端固定连接，联轴器与防水电机轴线共线，传动组件的第一端通过联轴器与防水电机的驱动端固定连接，收集滚轮沿轴线均匀设置有弹性滚条，收集滚轮与传动组件的第二端固定连接，收集滚轮可转动的安装在机架开口面，收集滚轮的轴线竖直设置。

优选的，传动组件包括第一传动杆、第一伞齿轮、第一主轴、第二伞齿轮、第三伞齿轮和第四伞齿轮，第一传动杆的第一端通过联轴器与防水电机的驱动端固定连接，第一传动杆的轴线与联轴器的轴线共线，第一伞齿轮固定套接在第一传动杆的第二端，第一主轴可转动的安装在机架上，第一主轴的轴线水平设置，第二伞齿轮固定套接在第一主轴的第一端，第二伞齿轮与第一伞齿轮传动连接，第三伞齿轮套接在第一主轴上，第三伞齿轮3c5可沿第一主轴3c3轴向滑动，第四伞齿轮固定套接在收集滚轮顶端，第四伞齿轮与第三伞齿轮传动连接。

优选的，收集组件还包括圆形滑块和滑轨，圆形滑块固定套接在收集滚轮底端，滑轨固定设置在机架上，圆形滑块与滑轨滑动配合。

优选的，所述推进组件包括第二安装座、横置推进器、纵置推进器和保护板，第二安装座固定安装在机架的后方外侧，横置推进器和纵置推进器固定安装在第二安装座上,纵置推进器位于横置推进器上方，横置推进器的驱动方向水平设置并与机架后侧轴线平行，纵置推进器的驱动方向水平设置且与横置推进器的驱动方向垂直，保护板固定连接在机架上，保护板表面均匀设置有透水孔。

优选的，所述机架包括铁质框架、侧板、顶板、底板和密封舱，铁质框架为棱形支架，侧板固定安装在铁质框架周侧，顶板固定安装在机架顶面，底板可滑动的安装在铁质框架底面，密封舱固定安装在顶板上端，密封舱为密闭舱体。

优选的，还包括智能识别组件，智能识别组件包括第一安装座、连接杆和摄像头，第一安装座固定安装在顶板上，连接杆的第一端铰接在第一安装座上，摄像头与连接杆的第二端铰接。

本申请与现有技术相比具有的有益效果是：

1.本申请通过机架、收集组件和推进组件用以执行收集垃圾的步骤，解决了如何避免对小水域水面垃圾收集后垃圾再次掉落造成二次污染的技术问题。

2.本申请通过传动组件用以执行传动，解决了如何在不增大机器人整体体积的情况下提高机器人收集垃圾总量的技术问题。

3.本申请通过圆形滑块和滑轨用以执行收集不同形状的垃圾，解决了如何使机器人实现通过收集组件收集不同体积垃圾的技术问题。

4.本申请通过第二安装座、横置推进器、纵置推进器和保护板用以执行驱动机器人的步骤，解决了推进组件如何驱动机器人在水中移动的技术问题。

5.本申请通过铁质框架、侧板、顶板、底板和密封舱组成的机架解决了如何实现减少机器体积从而降低消耗能源的技术问题。

6.本申请通过第一安装座、连接杆和摄像头用以执行智能识别步骤，解决了如何实现精准收集垃圾避免伤害水域生态的技术问题。

附图说明

图1为本实用新型第一视角的立体图；

图2为本实用新型的正视图；

图3为本实用新型收集组件的俯视图；

图4为本实用新型第二视角的立体图；

图5为本实用新型的后视图；

图中标号为：

1-机架；1a-铁质框架；1b-侧板；1c-顶板；1d-底板；1e-密封舱；

2-智能识别组件；2a-第一安装座；2b-连接杆；2c-摄像头；

3-收集组件；3a-防水电机；3b-联轴器；3c-传动组件；3c1-第一传动杆；3c2-第一伞齿轮；3c3-第一主轴；3c4-第二伞齿轮；3c5-第三伞齿轮；3c6-第四伞齿轮；3d-收集滚轮；3e-圆形滑块；3f-滑轨；

4-推进组件；4a-第二安装座；4b-横置推进器；4c-纵置推进器；4d-保护板。

具体实施方式

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

为了解决如何避免对小水域水面垃圾收集后垃圾再次掉落造成二次污染的技术问题，如图1-3所示，提供以下优选技术方案：

一种滚轮式水面垃圾清理机器人，包括机架1，机架1为前侧开口的方形中空箱体，机架1由轻质材料制成，在机器人处于水中时，机架1开口面的一部分浮于水面上；

还包括收集组件3和推进组件4，收集组件3和推进组件4固定安装在机架1上，收集组件3设有两个，两个收集组件3沿机架1中心对称设置，收集组件3包括有防水电机3a、联轴器3b、传动组件3c和收集滚轮3d，防水电机3a固定安装在机架1上，联轴器3b与防水电机3a的驱动端固定连接，联轴器3b与防水电机3a轴线共线，传动组件3c的第一端通过联轴器3b与防水电机3a的驱动端固定连接，收集滚轮3d沿轴线均匀设置有弹性滚条，收集滚轮3d与传动组件3c的第二端固定连接，收集滚轮3d可转动的安装在机架1开口面，收集滚轮3d的轴线竖直设置。

具体的，防水电机3a和推进组件4与控制器电连接；滚轮式水面垃圾清理机器人是一款能够在水中实现垃圾回收的机器，主要用于解决人们乱扔垃圾到水中的问题；操作人员使用该机器时，将机器人放入需要清理的水域，然后通过控制器启动推进组件4和防水电机3a，推进组件4启动后机器人将自动在水面上行驶，防水电机3a启动驱动传动组件3c，传动组件3c再将驱动力传递到收集滚轮3d，两个收集滚轮3d配合将垃圾卷入到机架1内部，以达到垃圾回收的效果，滚轮式水面垃圾清理机器人具有体积小，操作方便，且低能耗，低损耗的特点，可以用于许多大型水下机器无法适用的地方。

为了解决如何在不增大机器人整体体积的情况下提高机器人收集垃圾总量的技术问题，如图3所示，提供以下优选技术方案：

传动组件3c包括第一传动杆3c1、第一伞齿轮3c2、第一主轴3c3、第二伞齿轮3c4、第三伞齿轮3c5和第四伞齿轮3c6，第一传动杆3c1的第一端通过联轴器3b与防水电机3a的驱动端固定连接，第一传动杆3c1的轴线与联轴器3b的轴线共线，第一伞齿轮3c2固定套接在第一传动杆3c1的第二端，第一主轴3c3可转动的安装在机架1上，第一主轴3c3的轴线水平设置，第二伞齿轮3c4固定套接在第一主轴3c3的第一端，第二伞齿轮3c4与第一伞齿轮3c2传动连接，第三伞齿轮3c5套接在第一主轴3c3上，第三伞齿轮3c5可沿第一主轴3c3轴向滑动，第四伞齿轮3c6固定套接在收集滚轮3d顶端，第四伞齿轮3c6与第三伞齿轮3c5传动连接。

具体的，通过传动组件3c可以将防水减速电机的转动旋转90°，使电机轴向的水平运动转变为滚轮竖直方向的转动，在保证转动效果的前提下极大地节省了空间，使其零部件间紧凑、机器整体小巧；操作人员通过控制器发送信号给防水电机3a，防水电机3a启动驱动第一传动杆3c1旋转，第一传动杆3c1旋转带动固定套接在其上的第一伞齿轮3c2旋转，第一伞齿轮3c2驱动与其传动连接的第二伞齿轮3c4旋转，从而带动第一主轴3c3和第三伞齿轮3c5旋转，第三伞齿轮3c5再驱动与其传动连接的第四伞齿轮3c6旋转，第四伞齿轮3c6驱动收集滚轮3d旋转，从而将垃圾卷入机架1内部空间，传动组件3c大大节省了空间，使机器人一次能收集更多的垃圾。

为了解决如何使机器人实现通过收集组件3收集不同体积垃圾的技术问题，如图4所示，提供以下优选技术方案：

收集组件3还包括圆形滑块3e和滑轨3f，圆形滑块3e固定套接在收集滚轮3d底端，滑轨3f固定设置在机架1上，圆形滑块3e与滑轨3f滑动配合。

具体的，由于水面上垃圾大小和形状都不相同，因此，在收集组件3上设置了圆形滑块3e和滑轨3f，通过圆形滑块3e和滑轨3f的配合调整两个收集滚轮3d之间的距离，从而适配不同大小和形状的垃圾；操作人员根据水面上多数垃圾的种类滑动圆形滑块3e，从而调整两个收集滚轮3d之间的距离。

为了解决推进组件4如何驱动机器人在水中移动的技术问题，如图4和图5所示，提供以下优选技术方案：

所述推进组件4包括第二安装座4a、横置推进器4b、纵置推进器4c和保护板4d，第二安装座4a固定安装在机架1的后方外侧，横置推进器4b和纵置推进器4c固定安装在第二安装座4a上,纵置推进器4c位于横置推进器4b上方，横置推进器4b的驱动方向水平设置并与机架1后侧轴线平行，纵置推进器4c的驱动方向水平设置且与横置推进器4b的驱动方向垂直，保护板4d固定连接在机架1上，保护板4d表面均匀设置有透水孔。

具体的，横置推进器4b和纵置推进器4c与控制器电连接；操作人员将机器人放入需要清理的水域中，然后通过控制器发送信号给横置推进器4b和纵置推进器4c，横置推进器4b正向启动，驱动机器人向前行驶，进行转弯时通过纵置推进器4c向相反方向驱动，倒行时，横置推进器4b反向驱动，通过横置推进器4b和纵置推进器4c的配合灵活的在水面上行驶，对垃圾进行收集；为了防止异物卷入横置推进器4b，在横置推进器4b周侧设置了保护板4d。

为了解决如何实现减少机器体积从而降低消耗能源的技术问题，如图4和图5所示，提供以下优选技术方案：

所述机架1包括铁质框架1a、侧板1b、顶板1c、底板1d和密封舱1e，铁质框架1a为棱形支架，侧板1b固定安装在铁质框架1a周侧，顶板1c固定安装在机架1顶面，底板1d可滑动的安装在铁质框架1a底面，密封舱1e固定安装在顶板1c上端，密封舱1e为密闭舱体。

具体的，该滚轮式水面垃圾清理机器人主要结构是用3d打印技术来实现的，直接使用机器的外架加一些网来做为垃圾回收处，大大减小了机器体积，由于机器本身是比较轻小型的机器，对比于海洋中的大型机器，它更能适应小地区的垃圾清理，且成本会比许多精密机器低很多，所需要消耗的能源更是少之又少，更能亲近人群；密封舱1e内部设置有控制模块及电路，以控制及其移动及圆柱形收集滚轮运动，当完成垃圾收集工作后，可通过将底部网板的活动板抽出，收集到的垃圾从此处清理出，以便进行下一次的工作。

为了解决如何实现精准收集垃圾避免伤害水域生态的技术问题，如图4所示，提供以下优选技术方案：

还包括智能识别组件2，智能识别组件2包括第一安装座2a、连接杆2b和摄像头2c，第一安装座2a固定安装在顶板1c上，连接杆2b的第一端铰接在第一安装座2a上，摄像头2c与连接杆2b的第二端铰接。

具体的，智能识别组件2和摄像头2c与控制器电连接；当摄像头2c扫描到实物后，由智能识别装置进行信息收集并处理，再进行数据库模板匹配，若与模板匹配成功，则控制器发送信号给推进组件4，推进组件4驱动机器定向运动。与此同时，控制器也将控制收集组件3工作，进而驱动在所述机器主体框架内部设置的收集滚轮3d工作利于垃圾顺利通过圆柱形收集滚轮收集到圆柱形滚轮装置的后方空腔中。如此减少电池的消耗，利于滚轮式水面垃圾清理机器人的长时间工作。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1.一种滚轮式水面垃圾清理机器人，包括机架(1)，机架(1)为前侧开口的方形中空箱体，机架(1)由轻质材料制成，在机器人处于水中时，机架(1)开口面的一部分浮于水面上；

其特征在于，还包括收集组件(3)和推进组件(4)，收集组件(3)和推进组件(4)固定安装在机架(1)上，收集组件(3)设有两个，两个收集组件(3)沿机架(1)中心对称设置，收集组件(3)包括有防水电机(3a)、传动组件(3c)和收集滚轮(3d)，防水电机(3a)固定安装在机架(1)上，传动组件(3c)的第一端与防水电机(3a)的驱动端固定连接，收集滚轮(3d)沿轴线均匀设置有弹性滚条，收集滚轮(3d)与传动组件(3c)的第二端固定连接，收集滚轮(3d)可转动的安装在机架(1)开口面，收集滚轮(3d)的轴线竖直设置。

2.根据权利要求1所述的一种滚轮式水面垃圾清理机器人，其特征在于，传动组件(3c)包括第一传动杆(3c1)、第一伞齿轮(3c2)、第一主轴(3c3)、第二伞齿轮(3c4)、第三伞齿轮(3c5)和第四伞齿轮(3c6)，第一传动杆(3c1)的第一端通过联轴器(3b)与防水电机(3a)的驱动端固定连接，第一传动杆(3c1)的轴线与联轴器(3b)的轴线共线，第一伞齿轮(3c2)固定套接在第一传动杆(3c1)的第二端，第一主轴(3c3)可转动的安装在机架(1)上，第一主轴(3c3)的轴线水平设置，第二伞齿轮(3c4)固定套接在第一主轴(3c3)的第一端，第二伞齿轮(3c4)与第一伞齿轮(3c2)传动连接，第三伞齿轮(3c5)套接在第一主轴(3c3)上，第三伞齿轮(3c5)可沿第一主轴(3c3)轴向滑动，第四伞齿轮(3c6)固定套接在收集滚轮(3d)顶端，第四伞齿轮(3c6)与第三伞齿轮(3c5)传动连接。

3.根据权利要求1所述的一种滚轮式水面垃圾清理机器人，其特征在于，收集组件(3)还包括圆形滑块(3e)和滑轨(3f)，圆形滑块(3e)固定套接在收集滚轮(3d)底端，滑轨(3f)固定设置在机架(1)上，圆形滑块(3e)与滑轨(3f)滑动配合。

4.根据权利要求1所述的一种滚轮式水面垃圾清理机器人，其特征在于，所述推进组件(4)包括第二安装座(4a)、横置推进器(4b)、纵置推进器(4c)和保护板(4d)，第二安装座(4a)固定安装在机架(1)的后方外侧，横置推进器(4b)和纵置推进器(4c)固定安装在第二安装座(4a)上,纵置推进器(4c)位于横置推进器(4b)上方，横置推进器(4b)的驱动方向水平设置并与机架(1)后侧轴线平行，纵置推进器(4c)的驱动方向水平设置且与横置推进器(4b)的驱动方向垂直，保护板(4d)固定连接在机架(1)上，保护板(4d)表面均匀设置有透水孔。

5.根据权利要求1所述的一种滚轮式水面垃圾清理机器人，其特征在于，所述机架(1)包括铁质框架(1a)、侧板(1b)、顶板(1c)、底板(1d)和密封舱(1e)，铁质框架(1a)为棱形支架，侧板(1b)固定安装在铁质框架(1a)周侧，顶板(1c)固定安装在机架(1)顶面，底板(1d)可滑动的安装在铁质框架(1a)底面，密封舱(1e)固定安装在顶板(1c)上端，密封舱(1e)为密闭舱体。

6.根据权利要求5所述的一种滚轮式水面垃圾清理机器人，其特征在于，还包括智能识别组件(2)，智能识别组件(2)包括第一安装座(2a)、连接杆(2b)和摄像头(2c)，第一安装座(2a)固定安装在顶板(1c)上，连接杆(2b)的第一端铰接在第一安装座(2a)上，摄像头(2c)与连接杆(2b)的第二端铰接。

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