【技术实现步骤摘要】
本技术涉及水体维保领域，具体涉及一种用于水面漂浮物收集的无人机。
技术介绍
1、近年来，清理水面飘浮垃圾的工作仍然面临着诸多挑战。
2、首先，人工收集水面飘浮垃圾的方法存在显著的局限性，不仅耗费大量时间和劳动力，而且效率低下，同时伴随着较高的安全风险。在某些水域，由于地形复杂或水深限制，船只难以航行或到达，这进一步增加了清理工作的难度；其次，即便是采用船只进行垃圾收集，也存在速度缓慢和清理不彻底的问题。船只在江面上艰难地收集垃圾，但由于速度较慢，很难实现高效和全面的清理；此外，尽管利用打捞船只可以对水面飘浮垃圾进行及时清理，这种方法在垃圾较为集中的水域效果较好。然而，由于水面的限制，部分水域船只无法到达，航行速度慢，耗费时间长，导致垃圾清理工作难以彻底；还有人尝试利用海洋洋流来对水面飘浮垃圾进行清理，但这种方法成本高昂，且不能及时有效地清理垃圾。
3、面对这些挑战，无人机技术的应用逐渐展现出其潜力。无人机具有快速性和灵活性，但在现有技术条件下，它们对于水面飘浮垃圾清理的适配性并不理想。为了解决人工收集水面飘浮垃圾的方法存在显著的局限性，不仅耗费大量时间和劳动力，而且效率低下，同时伴随着较高的安全风险的技术问题，有必要对无人机的结构进行改进，以更好地适应水面飘浮垃圾清理的需求。
技术实现思路
1、本技术目的在于提供一种用于水面漂浮物收集的无人机，以解决人工收集水面飘浮垃圾的方法存在显著的局限性，不仅耗费大量时间和劳动力，而且效率低下，同时伴随着较高的安全风险的
2、为了解决上述技术问题，本技术采用了如下的技术方案：
3、本技术公开了一种用于水面漂浮物收集的无人机，能够贴近水面低空飞行，所述无人机包括机身，所述机身的顶部固定有图像采集装置和图像传输模块，所述图像采集装置和图像传输模块电连接，所述图像采集装置的采集端朝向无人机前进方向，用于采集机身飞行前方区域内的水面图像；
4、所述图像传输模块固定于机身顶部，用于接收图像采集装置采集的图像，并将图像对外传输至后台遥控装置；
5、所述机身的顶部还固定有飞行控制系统，用于按照来自后台遥控装置的飞行指令的指示来操控无人机的飞行方向或高低；
6、所述机身的底部还固定有移动电源，用于为无人机提供电力来源；
7、所述机身底部还固定有水面清理组件，用于在飞行的过程中收集水面漂浮物。
8、本方案的工作原理是：本方案中公开的用于水面漂浮物收集的无人机，通过其顶部安装的图像采集装置和图像传输模块，能够实时捕捉并传输飞行前方水面区域内的图像，传输至后台遥控装置进行显示。操作者可以通过后台遥控装置查看到飞行前方水面区域的画面，并且当看到水面有需要收集的漂浮物时，可以操作后台遥控装置向无人机的飞行控制系统发送操作指令，指示无人机进行低空近水面飞行和漂浮物收集操作。无人机底部的水面清理组件在飞行过程中负责收集水面漂浮物。整个飞行系统具备可远程操作、高效监控、精确定位、低空飞行能力、灵活机动、环保节能以及快速响应等特点，有效提高了水面漂浮物收集的效率和效果，同时降低了人工作业的风险和成本。
9、作为优选，所述图像采集装置采用微型摄像机，所述微型摄像机的摄像角度大于40°。
10、作为优选，所述微型摄像机的摄像角度为40°~ 60°，这个摄像角度较为接近人眼自然视野的角度，通常由35mm到50mm的焦距所提供。
11、作为优选，所述微型摄像机的摄像角度为65°~ 90°，在这个摄像角度范围内的摄像机镜头为超广角镜头，能够提供更广阔的视野范围。
12、作为优选，所述微型摄像机的摄像角度为90°~ 110°，在这个摄像角度范围内的摄像机镜头为极广角镜头，能够提供比超广角镜头更广阔的视野范围。
13、作为无人机自身结构的其中一种实现方式，所述机身的两侧分别设置有机侧翼，所述机身的尾部斜向上远离机身延伸有尾翼，所述尾翼上设置有横向延伸的机副翼，所述机副翼与所述移动电源电连接，能够上下摆动，用于控制飞机的俯仰；
14、所述尾翼远离机身的后方设置有竖向延伸的方向舵，所述方向舵与所述移动电源电连接，能够左右摆动，用来控制飞机的转向；
15、所述机身前部的底部中心处固定有横架，所述横架的两端分别固定有第一电机和第二电机；所述第一电机的输出端固定有第一螺旋桨，所述第一电机能够受到电驱动使输出端转动，进而带动第一螺旋桨转动；
16、所述第二电机的输出端固定有第二螺旋桨，所述第二电机能够受到电驱动使输出端转动，进而带动第二螺旋桨转动；
17、所述第一螺旋桨和第二螺旋桨均朝向尾翼方向，且两者的转动方向相反；使第一螺旋桨和第二螺旋桨分别向相反方向旋转，有助于平衡飞机所受的扭矩，减少飞机在飞行中发生的偏航或旋转趋势。
18、本技术设计的无人机不同于传统的推进式螺旋桨布局，传统的推进式螺旋桨布局通常将螺旋桨安装在机翼或机身上，朝向机头方向以拉飞机前进。本技术设计的无人机采用拉进式螺旋桨配置，即，当无人机需要前进时，从机尾向机头看，第一螺旋桨为顺时针旋转，第二螺旋桨需要逆时针旋转；拉进式螺旋桨配置还可以减少螺旋桨滑流对飞机尾部结构的影响，有助于提高推进效率。
19、作为优选，所述尾翼上还固定有第三电机，所述第三电机的输出端固定有第三螺旋桨，所述第三电机能够受到电驱动使输出端转动，进而带动第三螺旋桨转动。
20、所述第三螺旋桨能够作为辅助推力，帮助飞机在特定飞行阶段（如起飞、爬升或慢飞）中获得额外的推力；第三螺旋桨旋转方向与主要推力产生的方向一致，即朝向机头方向，以提供向前的推力。
21、作为水面清理组件的其中一种实现方式，所述水面清理组件包括滤桶，所述滤桶吊设于所述机身底部；所述滤桶整体呈圆柱体结构，所述滤桶的一端具有开口，所述开口为入水口，与所述开口相对的另一端固定有网板，所述网板为多孔结构，所述网板为圆形结构；无人机飞行时，所述滤桶沿圆柱体结构延伸的方向的上部漂浮于水面，下部位于水体内，水体自开口流入滤桶内，从网板流出，水面漂浮物留于滤桶内。
22、作为水面清理组件的另一种实现方式，所述水面清理组件包括滤网，所述滤网的周侧固定于框架上，所述框架由四根首尾相接的杆体围合成一个方框结构，所述框架的中心为入水口，所述框架的其中一个杆体以及与其相对设置的另一个杆体分别吊设于所述机身的底部后侧与前侧；所述框架倾斜的位于水体中，且框架的上部露出水面，框架的下部位于水体内，无人机飞行时，水面自框架的入水口流入滤网内，从滤网的另一侧流出，水面漂浮物留于滤网内。
23、作为无人机的优选方案，所述机身底部与水面清理组件之间安装有电子计量秤，所述电子计量秤与所述飞行控制系统电连接，用于对水面清理组件进行称重。
24、若水面清理组件的总重量到达无人机额定载重的70%~80%，则由飞行控制系统控制其返航。
25、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于水面漂浮物收集的无人机，能够贴近水面低空飞行，其特征在于，所述无人机包括机身，所述机身的顶部固定有图像采集装置和图像传输模块，所述图像采集装置和图像传输模块电连接，所述图像采集装置的采集端朝向无人机前进方向，用于采集机身飞行前方区域内的水面图像；所述图像传输模块固定于机身顶部，用于接收图像采集装置采集的图像，并将图像对外传输至后台遥控装置；所述机身的顶部还固定有飞行控制系统，用于按照来自后台遥控装置的飞行指令的指示来操控无人机的飞行方向或高低；所述机身的底部还固定有移动电源，用于为无人机提供电力来源；所述机身底部还固定有水面清理组件，用于在飞行的过程中收集水面漂浮物。
2.根据权利要求1所述的用于水面漂浮物收集的无人机，其特征在于，所述图像采集装置采用微型摄像机，所述微型摄像机的摄像角度大于40°。
3.根据权利要求2所述的用于水面漂浮物收集的无人机，其特征在于，所述微型摄像机的摄像角度为40°~ 60°。
4.根据权利要求2所述的用于水面漂浮物收集的无人机，其特征在于，所述微型摄像机的摄像角度为65°~ 90°。
5.
6.根据权利要求1至5中任意一项权利要求所述的用于水面漂浮物收集的无人机，其特征在于，所述机身的两侧分别设置有机侧翼，所述机身的尾部斜向上远离机身延伸有尾翼，所述尾翼上设置有横向延伸的机副翼，所述机副翼与所述移动电源电连接，能够上下摆动，用于控制飞机的俯仰；
7.根据权利要求6所述的用于水面漂浮物收集的无人机，其特征在于，所述尾翼上还固定有第三电机，所述第三电机的输出端固定有第三螺旋桨，所述第三电机能够受到电驱动使输出端转动，进而带动第三螺旋桨转动。
8.根据权利要求7所述的用于水面漂浮物收集的无人机，其特征在于，所述水面清理组件包括滤桶，所述滤桶吊设于所述机身底部；所述滤桶整体呈圆柱体结构，所述滤桶的一端具有开口，所述开口为入水口，与所述开口相对的另一端固定有网板，所述网板为多孔结构，所述网板为圆形结构；无人机飞行时，所述滤桶沿圆柱体结构延伸的方向的上部漂浮于水面，下部位于水体内，水体自开口流入滤桶内，从网板流出，水面漂浮物留于滤桶内。
9.根据权利要求7所述的用于水面漂浮物收集的无人机，其特征在于，所述水面清理组件包括滤网，所述滤网的周侧固定于框架上，所述框架由四根首尾相接的杆体围合成一个方框结构，所述框架的中心为入水口，所述框架的其中一个杆体以及与其相对设置的另一个杆体分别吊设于所述机身的底部后侧与前侧；所述框架倾斜的位于水体中，且框架的上部露出水面，框架的下部位于水体内，无人机飞行时，水面自框架的入水口流入滤网内，从滤网的另一侧流出，水面漂浮物留于滤网内。
10.根据权利要求6所述的用于水面漂浮物收集的无人机，其特征在于，所述机身底部与水面清理组件之间安装有电子计量秤，所述电子计量秤与所述飞行控制系统电连接，用于对水面清理组件进行称重。
...【技术特征摘要】
1.一种用于水面漂浮物收集的无人机，能够贴近水面低空飞行，其特征在于，所述无人机包括机身，所述机身的顶部固定有图像采集装置和图像传输模块，所述图像采集装置和图像传输模块电连接，所述图像采集装置的采集端朝向无人机前进方向，用于采集机身飞行前方区域内的水面图像；所述图像传输模块固定于机身顶部，用于接收图像采集装置采集的图像，并将图像对外传输至后台遥控装置；所述机身的顶部还固定有飞行控制系统，用于按照来自后台遥控装置的飞行指令的指示来操控无人机的飞行方向或高低；所述机身的底部还固定有移动电源，用于为无人机提供电力来源；所述机身底部还固定有水面清理组件，用于在飞行的过程中收集水面漂浮物。
2.根据权利要求1所述的用于水面漂浮物收集的无人机，其特征在于，所述图像采集装置采用微型摄像机，所述微型摄像机的摄像角度大于40°。
3.根据权利要求2所述的用于水面漂浮物收集的无人机，其特征在于，所述微型摄像机的摄像角度为40°~ 60°。
4.根据权利要求2所述的用于水面漂浮物收集的无人机，其特征在于，所述微型摄像机的摄像角度为65°~ 90°。
5.根据权利要求2所述的用于水面漂浮物收集的无人机，其特征在于，所述微型摄像机的摄像角度为90°~ 110°。
6.根据权利要求1至5中任意一项权利要求所述的用于水面漂浮物收集的无人机，其特征在于，所述机身的两侧分别设置有机侧翼，所述机身的尾部斜向上远离机身延伸有尾翼，所述尾翼上设置有横向延伸的机副翼，所述机副翼...
【专利技术属性】
技术研发人员：田震，梁峻弛，何毅，刘冰，龙城，李南兰，陈欣，景雪浩，王越，王呈洋，
申请(专利权)人：重庆市南开两江中学校，
类型：新型
国别省市：
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