一种实现海漂垃圾捕获和运输的水上机器人制造技术

本发明专利技术提供了一种实现海漂垃圾捕获和运输的水上机器人，包括储能单元、浮式栅栏、能量捕获单元、主控单元和浮式运输机器人。储能单元分别与浮式栅栏、能量捕获单元、主控单元和浮式运输机器人连接。主控单元分别与浮式运输机器人连接。浮式运输机器人被构造成在垃圾捕获阶段可固定于储能单元中进行充电，以及在充电完成和垃圾捕获完成后，主控单元控制储能单元释放浮式运输机器人并控制该浮式运输机器人将捕获到浮式运输机器人内的海漂垃圾运送到指定位置并返回储能单元内。本发明专利技术利用浮式栅栏和浮式运输机器人在近岸重点海域实现24小时海漂垃圾的自动不间断断面拦截收集，极大地提高了收集效率以及大大减小了人力、资金成本和能量消耗。本和能量消耗。本和能量消耗。

【技术实现步骤摘要】
一种实现海漂垃圾捕获和运输的水上机器人


[0001]本专利技术涉及海洋环境清洁
，具体而言，涉及一种实现海漂垃圾捕获和运输的水上机器人。

技术介绍

[0002]2014年12月，美国五环流研究所通过多年大洋打捞统计及数学模型评估认为，全球海洋中漂浮着5.25万亿个塑料碎片，总质量约为26.9万吨。世界经济论坛也发布报告称，到2050年，海洋中的漂浮塑料最终将超过鱼类。2018年中国国家生态环境部发布的海洋环境状况公报显示，海洋垃圾密度较高的区域主要分布在旅游休闲娱乐区、港口航运及临近海域。其中，尤其是人类活动密集的海滩区域，垃圾的平均个数和平均密度均高于其他区域。随着海漂垃圾的与日俱增，海洋生态受到极大破坏的同时，其对航行安全、海上作业、海上搜救也造成了越来越大的干扰。
[0003]公告号为CN205186476U的中国专利技术专利公开了一种海洋垃圾回收装置,包括基体和垃圾手机装置，还包括动力系统和控制系统，机体为长方体结构，机体底部设有矩形凹槽，垃圾收集装置位于矩形凹槽下方；动力系统包括设置在矩形凹槽两侧机体底部的推进装置、位于机体内部的电源和位于机体顶部的太阳能发电设备，太阳能发电设备与电源连接；控制系统包括遥控器，信号接收器、扬声器和电源开关。此装置利用一面开口的长方体漂浮于水中收集漂浮垃圾，并利用长方体顶部收集太阳能供电。但是该装置属传统点式收集，效率较低且太阳能板提供的能量难以满足装置运行需要。申请号为CN201611172930.0的中国专利技术专利公开了一种海上垃圾自动收集机器人，此装置利用涡旋收集海漂垃圾，履带传输海漂垃圾，并利用太阳能为整个装置供电。此装置亦属传统点式吸收，由于海面环境复杂，采用能量较小的涡旋会完全被淹没在波浪之中使其效果不明显，较大的涡旋则需要消耗极大的能量，使用太阳能供电难以满足该装置运行的需求。
[0004]目前的海漂垃圾收集机器人绝大多数为主动式
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点式收集。对分散的海漂垃圾而言，采用此类型装备收集单个海漂垃圾能耗太大，且难以做到24小时不间断收集。而具有断面收集能力的布置于离岸的一些海漂垃圾拦截装置往往只能将垃圾汇聚，汇聚后的海漂垃圾仍然需要垃圾船进行回收。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种实现海漂垃圾捕获和运输的水上机器人，旨在改善现有的海漂垃圾收集机器人收集分散的海漂垃圾时能耗大且难以做到不间断收集以及收集后的海漂垃圾无法自动回收等问题。
[0006]本专利技术是这样实现的：
[0007]一种实现海漂垃圾捕获和运输的水上机器人，包括：
[0008]储能单元，用于能量的储存和释放；
[0009]浮式栅栏，分别配置在所述储能单元的两侧，用于拦截海漂垃圾，所述浮式栅栏远
离所述储能单元的一端还设有一锚链，用于将所述浮式栅栏固定在海床上；
[0010]若干个能量捕获单元，分别配置在所述浮式栅栏上，所述能量捕获单元还与所述储能单元连接，用于将捕获的能量输送到所述储能单元；
[0011]主控单元，与所述储能单元连接；
[0012]浮式运输机器人，配置在所述储能单元内并与所述主控单元电连接，所述浮式运输机器人被构造成在垃圾捕获阶段可固定于所述储能单元中进行充电，以及在充电完成和垃圾捕获完成后，所述主控单元控制所述储能单元释放所述浮式运输机器人，并控制该浮式运输机器人将捕获到所述浮式运输机器人内的海漂垃圾运送到指定位置并返回所述储能单元内。
[0013]进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，所述浮式栅栏包括拦截屏幕、拦截浮筒以及若干个重力球，所述拦截屏幕近水的一侧等间距设有若干个所述重力球，其远离所述重力球的一侧设有所述拦截浮筒。
[0014]进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，所述能量捕获单元包括支撑桁架和太阳能电板，所述支撑桁架架设在所述拦截浮筒上，所述太阳能电板固定连接在所述支撑桁架上，并通过电缆与所述储能单元连接。
[0015]进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，所述能量捕获单元还包括支撑底座、支撑杆、航行提示灯和风力发电机，所述支撑底座固定连接在所述太阳能电板上，所述支撑杆的一端与所述支撑底座连接，其远离所述支撑底座的一端与所述航行提示灯连接，所述航行提示灯远离所述支撑杆的一端还连接有一所述风力发电机，所述航行提示灯和所述风力发电机还分别通过电缆与所述储能单元连接。
[0016]进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，所述储能单元包括机器人阻拦杆、机器人引导板以及两个对称设置的浮力板，两个所述浮力板之间通过若干个储能单元连接杆固定连接并形成有一用于容纳所述浮式运输机器人的空间，两个所述浮力板的一端还分别和与其对应的所述浮式栅栏连接以形成一垃圾拦截区域，所述机器人阻拦杆位于所述浮力板与所述浮式栅栏连接的一端，且所述机器人阻拦杆的两端分别和与其对应的所述浮力板连接，所述浮力板远离所述机器人阻拦杆的一端还设有一机器人引导板，两个所述机器人引导板形成一呈扇形且开口朝外的空间。
[0017]进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，所述储能单元还包括垃圾挡板、垃圾挡板旋转轴杆以及套设在所述垃圾挡板旋转轴杆上的旋转环，所述垃圾挡板旋转轴杆设于两个所述浮力板之间，且其两端分别和与其对应的所述浮力板连接，所述垃圾挡板与所述旋转环固定连接，所述旋转环被构造成在所述浮式运输机器人的带动下可绕所述垃圾挡板旋转轴杆转动，进而带动所述垃圾挡板绕所述垃圾挡板旋转轴杆转动以使所述浮式运输机器人进入所述储能单元，以及在所述浮式运输机器人离开所述储能单元时，在重力作用下所述垃圾挡板自动垂下，用于防止海漂垃圾越过所述垃圾挡板。
[0018]进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，所述储能单元还包括一充电卡座和储能单元电池，所述充电卡座包括充电卡座本体、导杆、充电卡头以及设于所述充电卡座本体上的电磁铁，所述导杆的一端与所述充电卡座本体连接，其另一端与所述浮力板固定连接，所述充电卡头靠近所述浮力板的一端设有一固定球，所述充电卡头靠近所述充电卡座本体处还设有一固定销，且所述固定销位于所述充电卡座本体远离所述固定球的一侧，所述充电卡
头和所述电磁铁分别与所述储能单元电池电连接，所述电磁铁还与所述主控单元电连接，所述充电卡头被构造成在所述浮式运输机器人完全进入所述储能单元时可通过所述充电卡头对所述浮式运输机器人进行充电，以及通过所述主控单元控制所述电磁铁通电产生磁力进而将所述充电卡头吸起，以使所述浮式运输机器人与所述充电卡头分离。
[0019]进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，所述浮式运输机器人包括机器人本体、涡轮电机和机器人电池，所述机器人本体包括镂空网以及分设于两侧的机器人浮力板，两个所述机器人浮力板通过机器人框架杆固定连接并与所述镂空网连接形成一用于容纳海漂垃圾的垃圾筐，所述涡轮电机分设于所述机器人本体的四周且位于该机器人本体的下方，所述机器人电池设于所述机器人浮力板内，且与所述涡轮电机连接，所述涡轮电机和所述机器人电池还分别与所述主控单元电连接，所述机器人本体上开设有一用于捕获海漂垃圾的开口，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实现海漂垃圾捕获和运输的水上机器人，其特征在于，包括：储能单元，用于能量的储存和释放；浮式栅栏，分别配置在所述储能单元的两侧，用于拦截海漂垃圾，所述浮式栅栏远离所述储能单元的一端还设有一锚链，用于将所述浮式栅栏固定在海床上；若干个能量捕获单元，分别配置在所述浮式栅栏上，所述能量捕获单元还与所述储能单元连接，用于将捕获的能量输送到所述储能单元；主控单元，与所述储能单元连接；浮式运输机器人，配置在所述储能单元内并与所述主控单元电连接，所述浮式运输机器人被构造成在垃圾捕获阶段可固定于所述储能单元中进行充电，以及在充电完成和垃圾捕获完成后，所述主控单元控制所述储能单元释放所述浮式运输机器人，并控制该浮式运输机器人将捕获到所述浮式运输机器人内的海漂垃圾运送到指定位置并返回所述储能单元内。2.根据权利要求1所述的实现海漂垃圾捕获和运输的水上机器人，其特征在于，所述浮式栅栏包括拦截屏幕、拦截浮筒以及若干个重力球，所述拦截屏幕近水的一侧等间距设有若干个所述重力球，其远离所述重力球的一侧设有所述拦截浮筒。3.根据权利要求2所述的实现海漂垃圾捕获和运输的水上机器人，其特征在于，所述能量捕获单元包括支撑桁架和太阳能电板，所述支撑桁架架设在所述拦截浮筒上，所述太阳能电板固定连接在所述支撑桁架上，并通过电缆与所述储能单元连接。4.根据权利要求3所述的实现海漂垃圾捕获和运输的水上机器人，其特征在于，所述能量捕获单元还包括支撑底座、支撑杆、航行提示灯和风力发电机，所述支撑底座固定连接在所述太阳能电板上，所述支撑杆的一端与所述支撑底座连接，其远离所述支撑底座的一端与所述航行提示灯连接，所述航行提示灯远离所述支撑杆的一端还连接有一所述风力发电机，所述航行提示灯和所述风力发电机还分别通过电缆与所述储能单元连接。5.根据权利要求1所述的实现海漂垃圾捕获和运输的水上机器人，其特征在于，所述储能单元包括机器人阻拦杆、机器人引导板以及两个对称设置的浮力板，两个所述浮力板之间通过若干个储能单元连接杆固定连接并形成有一用于容纳所述浮式运输机器人的空间，两个所述浮力板的一端还分别和与其对应的所述浮式栅栏连接以形成一垃圾拦截区域，所述机器人阻拦杆位于所述浮力板与所述浮式栅栏连接的一端，且所述机器人阻拦杆的两端分别和与其对应的所述浮力板连接，所述浮力板远离所述机器人阻拦杆的一端还设有一机器人引导板，两个所述机器人引导板形成一呈扇形且开口朝外的空间。6.根据权利要求5所述的实现海漂垃圾捕获和运输的水上机器人，其特征在于，所述储能单元还包括垃圾挡板、垃圾挡板旋转轴杆以及套设在所述垃圾挡板旋转轴杆上的旋转环，所述垃圾挡板旋转轴杆设于两个所述浮力板之间，且其两端分别和与其对应的所述浮力板连接，所述垃圾挡板与所述旋转环固定连接，所述旋转环被构造成在所述浮式运输机器人的带动下可绕所述垃圾挡板旋转轴杆转动...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘必劲，王立忠，
申请(专利权)人：海南浙江大学研究院，
类型：发明
国别省市：