CN220221077U - 一种水面漂浮物清洁机器人 - Google Patents
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Abstract
一种水面漂浮物清洁机器人，包括相互连接配合的载体平台、推进系统、清扫收集系统、动力系统、控制系统组成，所述载体平台包括双体船，所述双体船由平行排列的第一船架、第二船架组成，第一船架、第二船架之间设有清扫收集系统，连接配合成为一个整体；所述动力系统、控制系统设于双体船的内部；第一船架、第二船架的结构、形状相同，其头部轮廓在水平面上的投影均为锐角三角形，以减少行进中受到的水流阻力。所述清扫收集系统包括漂浮物收集铲、漂浮物传送带、漂浮物收集筐。本实用新型可在狭窄水域中自动航行可通过视频识别水面漂浮物，同时通过多传感器协同感知水面信息进而躲避障碍物并完成对漂浮物的收集，减少了人力消耗，提高了工作效率。
Description
技术领域
本实用新型属于水生态环境治理领域，涉及水面漂浮物治理，尤其是水面漂浮物的清洁装置。
背景技术
随着工业和社会的快速发展，我国水体污染问题日渐突出，其中越来越多的水面漂浮物则是污染问题的重要体现。海洋湖泊河流中的水面漂浮物不但对水体生态造成严重威胁，破环生态景观，影响居民饮水，由于其往往大量聚集，难以清除，有时甚至会影响河道、水坝的正常运行，给居民的正常工作与生活带来困扰。
目前国内清扫水面漂浮物的方式主要有两种：第一种是人工驾驶靠燃油驱动的机械装置，该类装置结构庞大、清扫效率高，但不够灵活，仅适用于大型水域的水面漂浮物清扫。第二种是依靠人工清扫，工作人员需要使用网兜进行水面漂浮物的打捞，该方法虽能解决小型水域的漂浮物清扫问题，但效率和安全问题难以保证。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种水面漂浮物清洁的机器人，克服现有技术中存在的上述缺点与不足。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种水面漂浮物清洁机器人，包括相互连接配合的载体平台、推进系统、清扫收集系统、动力系统、控制系统组成，其中：所述载体平台包括双体船，所述双体船由平行排列的第一船架、第二船架组成，第一船架、第二船架之间设有清扫收集系统，连接配合成为一个整体；所述动力系统、控制系统设于双体船的内部。
可选地，第一船架、第二船架的结构、形状相同，其头部轮廓在水平面上的投影均为锐角三角形，以减少行进中受到的水流阻力。
可选地，所述推进系统包括分别设于第一船架、第二船架的后侧的第一螺旋桨、第二螺旋桨。
可选地，所述清扫收集系统设于第一船架、第二船架之间，包括漂浮物收集铲、漂浮物传送带、漂浮物收集筐。
可选地，所述漂浮物传送带沿着双体船行进的方向设置，漂浮物收集铲设于漂浮物传送带的前端，第一船架、第二船架的头部之间低于吃水线的区域。
可选地，所述漂浮物传送带按照前端低后端高的方式倾斜设置。优选地，所述漂浮物传送带与水面的夹角为5°～15°。
可选地，所述漂浮物传送带的后端位于第一船架、第二船架的尾部之间的区域，所述漂浮物收集筐设于漂浮物传送带的后方，以收集从漂浮物传送带的后端落下的漂浮物。
可选地，第一船架、第二船架之间设有两个横梁连接、支撑第一船架、第二船架。
由于采用上述技术方案：本实用新型获得有益效果包括：该机器人可在狭窄水域中自动航行可通过多传感器协同感知水面信息进而躲避障碍物，完成对漂浮物的收取，减少了人力消耗，提高了工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，提供以下附图配合展示：
图1为本实用新型清扫收集系统原理示意图。
图2为本实用新型水面漂浮物清洁机器人一种实施例的3D模型示意图。
图3为本实用新型水面漂浮物清洁机器人一种实施例的俯视示意图。
图4为图3所示实施例的左视示意图。
图5为图3所示实施例的主视示意图。
图中：
11、第一船架；12、第二船架；13、第一螺旋桨；14、第二螺旋桨；
21、漂浮物收集铲；22、漂浮物传送带；23、漂浮物收集筐。
需要说明的是，上述附图所展示的仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据这些附图获得其它实施例的附图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解的是：此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
为了描述的方便，在需要时将使用空间相对术语，例如“之下”、“下方”、“下”、“上方”、“上”等，来描述附图所示的一个元件或特征相对于另一元件或特征的关系。所述空间相对术语旨在包括除了在图中所示的指向之外的使用或操作的器件不同指向。例如，如果将图中的器件翻转，描述为在其它元件或特征“之下”或“之下”的元件将被定向为在其它元件或特征“之上”。
除非另外限定，在此使用的术语具有与本实用新型所属领域的普通技术人员通常所理解的相同含义，而且所述术语应理解为具有与相关技术的上下文中的含义一致的含义，并不应以理想化或过度形式化来理解，本实用新型明确限定的情况除外。
如图1至5所示，一种水面漂浮物清洁机器人，包括相互连接配合的载体平台、清扫收集系统、动力系统、控制系统等组成，其中：
所述载体平台包括双体船1，为水面漂浮物清洁机器人的主体结构，双体船1由平行排列的第一船架11、第二船架12组成，第一船架11、第二船架12之间设有清扫收集系统，连接配合成为一个整体；第一船架11、第二船架12的后侧分别设有第一螺旋桨13、第二螺旋桨14作为推进装置。第一船架11、第二船架12的结构、形状相同，其头部轮廓在水平面上的投影均为锐角三角形，以减少行进中受到的水流阻力。动力系统、控制系统设于双体船1的内部(简明起见，图中未画出)。
所述清扫收集系统设于第一船架11、第二船架12之间，包括漂浮物收集铲21、漂浮物传送带22、漂浮物收集筐23，漂浮物传送带22沿着双体船1行进的方向设置，漂浮物收集铲21设于漂浮物传送带22的前端，即双体船1的第一船架11、第二船架12的头部之间低于吃水线的区域；漂浮物传送带22按照前端低后端高的方式倾斜设置，与水面的夹角一般为5°～15°，具体根据应用环境的不同情况确定。
漂浮物传送带22的后端位于第一船架11、第二船架12的尾部之间的区域，漂浮物收集筐23设于漂浮物传送带22的后方，以收集从漂浮物传送带22的后端落下的漂浮物。
在一个实施例中，第一船架11、第二船架12之间设有第一横梁31、第二横梁32，除了连接、支撑第一船架11、第二船架12，第一横梁31、第二横梁32上根据不同的需要可以放置线路，搭载摄像头、天线等设施。
本实用新型可以按照以下方式使用、实施：本实用新型水面漂浮物清洁机器人启动后，在尾部第一螺旋桨13、第二螺旋桨14的推动下向前运动，同时启动漂浮物传送带22，由于传动带头部、漂浮物收集铲21位于液面以下，在机器人前进的过程中，水面漂浮物会被漂浮物收集铲21收集起来并通过传送带输送至收集筐，从而完成水面漂浮物清洁作业。
对于载体平台部分，采用双体船式结构，船身为高硬度、密度小的铝合金材料，结构简单，浮力较大。在机器人船体之上配置专门的漂浮物采集装置，两个船体之间存在着孔隙，方便水流通过，这样可以降低收集漂浮物之时所对应的水阻力。漂浮物储存箱可安装在船体后方，船体两侧的形状整体呈现为V型，减少了机器人船体在水中移动时的阻力。船体内部填充了重量轻、浮力大的泡沫，不仅减少了设备的质量，还增加了机器人船体的浮力。
清扫收集系统部分，传送带及收集筐，铝合金材料，该系统安装在双体船两片体之间，由电机驱动传送带，将水面漂浮物通过传送带传送至漂浮物收集筐内。
动力系统部分，12V锂电池，该系统安装船体内部，对机器人的各个模块进行合理供电，使各模块能够正常工作。考虑到室外水面的工作环境以及系统的实际需要，本机器人的供电模块选用12V锂电池组，对系统中的不同模块，提供电能供给。
控制系统部分，包括PLC控制器、双环导航控制系统和捕获器控制系统。水面漂浮物清扫收集系统的控制核心是PLC程序，其主要作用是控制电推杆上下伸缩调整传送带角度，实现收集功能。导航控制采用双环控制的方式：内环采用PID控制，其主要控制目标是实现航向角的有效跟踪及机器人前进速度；外环的主控制器在遥控模式下，根据遥控信号进行控制，其输出量为目标航向和目标速度。捕获器控制系统主要由超声波传感器和视觉传感器构成，主要是为了识别水面漂浮物并捕捉。
本实用新型未详细描述的内容，本领域技术人员均可以根据具体需要，在现有技术中选择使用，此不赘述。
总体而言，本实用新型作为一种可应用于水面漂浮物清洁的机器人，通过双体船的设计及配备了传送带及收集筐达到将水面漂浮物收集到收集筐内的目的，该机器人体型小巧、运行灵活、智能高效且性价比较高。该机器人可在狭窄水域中自动航行可通过视频识别水面漂浮物，同时通过多传感器协同感知水面信息进而躲避障碍物并完成对漂浮物的收取。生态景观水域和人工养殖水域，有其独特的分布特性，通常深度浅，面积不大，且分布不集中。更有一些景观水域为了美观设计的需要，专门规划成外观不规则的形状。目前针对这类水域水面漂浮物的清扫还停留在人工阶段，只有大型水域，才有相应的自动化清洁船进行水面漂浮物处理。在非常窄的人工河景区内，大型收集船难以顺利移动和转向，因此针对小型水域的特点，本实用新型的设计，能对市场上的空白进行一定的填补，有着较为广阔的应用空间。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种水面漂浮物清洁机器人，包括相互连接配合的载体平台、推进系统、清扫收集系统、动力系统、控制系统组成，其中：所述载体平台包括双体船，所述双体船由平行排列的第一船架、第二船架组成，第一船架、第二船架之间设有清扫收集系统，连接配合成为一个整体；所述动力系统、控制系统设于双体船的内部。
2.根据权利要求1所述的水面漂浮物清洁机器人，其特征在于：第一船架、第二船架的结构、形状相同，其头部轮廓在水平面上的投影均为锐角三角形，以减少行进中受到的水流阻力。
3.根据权利要求1所述的水面漂浮物清洁机器人，其特征在于：所述推进系统包括分别设于第一船架、第二船架的后侧的第一螺旋桨、第二螺旋桨。
4.根据权利要求1所述的水面漂浮物清洁机器人，其特征在于：所述清扫收集系统设于第一船架、第二船架之间，包括漂浮物收集铲、漂浮物传送带、漂浮物收集筐。
5.根据权利要求4所述的水面漂浮物清洁机器人，其特征在于：所述漂浮物传送带沿着双体船行进的方向设置，漂浮物收集铲设于漂浮物传送带的前端，第一船架、第二船架的头部之间低于吃水线的区域。
6.根据权利要求5所述的水面漂浮物清洁机器人，其特征在于：所述漂浮物传送带按照前端低后端高的方式倾斜设置。
7.根据权利要求6所述的水面漂浮物清洁机器人，其特征在于：所述漂浮物传送带与水面的夹角为5°～15°。
8.根据权利要求4所述的水面漂浮物清洁机器人，其特征在于：所述漂浮物传送带的后端位于第一船架、第二船架的尾部之间的区域，所述漂浮物收集筐设于漂浮物传送带的后方，以收集从漂浮物传送带的后端落下的漂浮物。
9.根据权利要求1所述的水面漂浮物清洁机器人，其特征在于：第一船架、第二船架之间设有两个横梁连接、支撑第一船架、第二船架。
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