專利名稱：水面清潔機器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及的水面清潔機器人，屬于環(huán)保領(lǐng)域中的機械設(shè)備。隨著科技的進(jìn)步，生產(chǎn)的發(fā)展，人類在各種水域上的活動越來越頻繁，導(dǎo)致各種水資源污染日趨嚴(yán)重。遠(yuǎn)洋運輸船泄漏的石油和各類船只排放的漂浮物急劇增加，又加之人們隨意丟棄的各類日常消費品、包裝廢棄物，造成進(jìn)岸海域及江河、湖泊的嚴(yán)重污染，尤其是旅游勝地和市內(nèi)湖泊，更是無法逃避漂浮物污染的厄運。
水面污染源在短期內(nèi)不可能有大的改觀，因此水面污染的治療也是一項艱難的長期任務(wù)，是全人類必須面對的共同問題。用人工清理水面漂浮物已不能滿足需要有些危險水域人無法工作。很多發(fā)達(dá)國家把著眼點放在21世紀(jì)致力于水面污染治理設(shè)備的研究。如石油清理設(shè)備，但只是用于大量泄漏清理。但還未見到自主智能式水面污物清潔設(shè)備的研究報導(dǎo)。由于水面清潔機器人的工作環(huán)境是未知的，屬于非結(jié)構(gòu)空間，必須依靠自身對環(huán)境的感知，來建立環(huán)境模型進(jìn)行路徑規(guī)劃和導(dǎo)航，這是實現(xiàn)水面智能化清污設(shè)備要解決的主要問題。
本實用新型的目的是提供一種能自動發(fā)現(xiàn)與收集水面漂浮物的水面清潔機器人水面清潔機器人，它主要是由船體，搜集臂，障礙探測器，CCD視覺系統(tǒng)，存儲倉和動力源組成，船體2為由一個及一個以上單船體組成，每個單船體前部為一封閉桶體，上部留有安裝孔，以發(fā)蘭封閉，后部為驅(qū)動機構(gòu)8，驅(qū)動機構(gòu)8由葉輪、電動機、傳動機構(gòu)等構(gòu)成，葉輪采用兩個，由電動機通過傳動機構(gòu)驅(qū)動，收集臂1設(shè)兩只，分別膠結(jié)于船體2的兩側(cè)，障礙探測器3固定在船體2上，CCD視覺系統(tǒng)固定在船體2的連接件9上，存儲倉6膠結(jié)于船體2的后部，動力源5采用蓄電池，它安裝于船體2內(nèi)部。
所說的單船體之間有一定的距離，并用連接件9連接固定，船體2由一個桶體和兩個錐體組成，桶體為圓形或多邊形，錐體固定在桶體的兩端，為圓錐或多棱錐，每一個船體上裝有一個驅(qū)動機構(gòu)。
所說的CCD視覺系統(tǒng)可以由平衡電機14驅(qū)動渦輪、渦桿或其它運動副而帶動活動架15前后擺動，測距電機13轉(zhuǎn)動即可通過傳動副驅(qū)動CCD固定板12向左或右轉(zhuǎn)動，使CCD鏡頭有一定的擺角以完成測距。
本實用新型裝備的CCD視覺系統(tǒng)，能夠判斷出污染物密集區(qū)；能根據(jù)探測到的信息推測出是否為漂浮物以及漂浮物的小與距離，由主機作出是否收集的決定以及收集的最佳路徑；識別水面、岸邊及其它固定物；主體前下方裝備具有觸覺功能的探頭，防止主體與巖石或其它非漂浮物體向撞；可以預(yù)先設(shè)定返回時間，到達(dá)預(yù)定時刻后，由定居點發(fā)出返回兼導(dǎo)航信號，指引其返回固定地點。在其工作期間，主人可隨時指揮其返回定居點；具有自主學(xué)習(xí)功能，能夠通過傳感器探測到環(huán)境信息，建立工作環(huán)境的模型，而且當(dāng)局部發(fā)生改變時能夠重新學(xué)習(xí)，修改原來的整體模型本實用新型的具體內(nèi)容結(jié)合附圖所示實施例作進(jìn)一步說明


圖1水面清潔機器人結(jié)構(gòu)示意圖；圖2
圖1的俯視圖3
圖1的局部視圖；圖4
圖1的局部放大圖；圖5
圖1中的船體2的結(jié)構(gòu)圖；圖6圖5的俯視圖；圖7是
圖1中CCD視覺系統(tǒng)4的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是圖7的俯視圖；圖9是CCD視覺系統(tǒng)及控制部分工作原理圖。
圖中1.收集臂2.船體3.障礙探測器4.CCD視覺系統(tǒng)5.動力源6.存儲倉7.單船體8.驅(qū)動機構(gòu)9.連接件10.測距渦輪11.測距渦桿12.CCD視覺系統(tǒng)13.測距電機14.平衡電機15.活動架16.支架17.平衡渦桿18.平衡渦輪水面清潔機器人的主體是由船體，本實施例中采用雙船體，參閱
圖1和2其總體結(jié)構(gòu)主要由6個部分組成，收集臂共兩只，分別膠結(jié)于船體2的兩側(cè)；障礙探測器3焊接在船體2上；CCD視覺系統(tǒng)焊接在船體的連接件上(參閱圖6)；存儲倉6膠結(jié)于船體后部，為以支架支撐的網(wǎng)裝結(jié)構(gòu)；動力源安裝于船體內(nèi)部。船體2的具體結(jié)構(gòu)見圖5、圖6。其前部為一封閉桶體，上部留有安裝孔，以發(fā)蘭封閉；后部為驅(qū)動機構(gòu)，由葉輪、電機、傳動機構(gòu)等構(gòu)成，焊接于單船體后部。CCD視覺系統(tǒng)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)參閱圖7、圖8以角鋼焊接的支架為主體，活動架由兩個軸承座支撐并用螺栓連接在支架上，該軸的右端裝有蝸輪，與平衡電機帶動的蝸桿嚙合，調(diào)整CCD視覺系統(tǒng)平衡，根據(jù)水平位置偏移量進(jìn)行修改，使CCD始終處于水平狀態(tài)；CCD固定板通過軸承座支撐于活動架上，其連接軸下端蝸輪與測距電機帶動的蝸桿嚙合，帶動CCD轉(zhuǎn)動一定的角度，來測量距離。
視覺系統(tǒng)及控制系統(tǒng)組成見圖9。其工作原理如下1)CCD攝象頭攝取的圖像信號，經(jīng)數(shù)據(jù)采集裝置處理后，傳輸?shù)娇刂破鳎?jīng)功率放大后控制驅(qū)動電機來調(diào)整船的行駛方向；而且還可以控制平衡電機和測距電機運行與停止；2)無線接收裝置接到信號后可以指揮船駛向固定地點；3)衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)可以把船現(xiàn)在的位置信號傳輸?shù)娇刂破?，以實現(xiàn)船的導(dǎo)航。
權(quán)利要求1．一種水面清潔機器人，其特征在于它主要是由船體，搜集臂，障礙探測器，CCD視覺系統(tǒng)，存儲倉和動力源6個部分組成，船體(2)為由一個及一個以上單船體組成，每個單船體前部為一封閉桶體，上部留有安裝孔，以法蘭封閉，后部為驅(qū)動機構(gòu)8，驅(qū)動機構(gòu)8由葉輪、電動機、傳動機構(gòu)等構(gòu)成，葉輪采用兩個，由電動機通過傳動機構(gòu)驅(qū)動，收集臂1設(shè)兩只，分別膠結(jié)于船體2的兩側(cè)，障礙探測器3固定在船體2上，CCD視覺系統(tǒng)固定在船體2的連接件9上，存儲倉6膠結(jié)于船體2的后部，動力源5采用蓄電池，它安裝于船體2內(nèi)部。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的水面清潔機器人，其特征在于所說的單船體之間有一定的距離，并用連接件9連接固定，船體2由一個桶體和兩個錐體組成，桶體為圓形或多邊形，錐體固定在桶體的兩端，為圓錐或多棱錐，每一個船體上裝有一個驅(qū)動機構(gòu)。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所所述的水面清潔機器人，其特征在于所說的CCD視覺系統(tǒng)可以由平衡電機14驅(qū)動渦輪、渦桿或其它運動副而帶動活動架15前后擺動，測距電機13轉(zhuǎn)動即可通過傳動副驅(qū)動CCD固定板12向左或右轉(zhuǎn)動，使CCD鏡頭有一定的擺角以完成測距。
專利摘要本實用新型涉及的水面清潔機器人,屬于環(huán)保領(lǐng)域中的機械設(shè)備。它主要是由船體,搜集臂,障礙探測器,CCD視覺系統(tǒng),存儲倉和動力源6個部分組成,船體為由一個及一個以上單船體組成,每個單船體前部為一封閉桶體,上部留有安裝孔,以發(fā)蘭封閉,后部為驅(qū)動機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)由液輪、電動機、傳動機構(gòu)等構(gòu)成,液輪采用兩個,由電動機通過傳動機構(gòu)驅(qū)動,收集臂設(shè)兩只,分別膠結(jié)于船體的兩側(cè),障礙探測器固定在船體上,CCD視覺系統(tǒng)固定在船體的連接件上,存儲倉膠結(jié)于船體的后部,動力源采用電動機,它安裝于船體內(nèi)部。
文檔編號B25J11/00GK2420107SQ0020821
公開日2001年2月21日 申請日期2000年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月14日
發(fā)明者王主玉, 唐可洪, 邵承會, 張慶瑞, 史文浩 申請人:王主玉