专利名称：水面清洁机器人的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的水面清洁机器人，属于环保领域中的机械设备。随着科技的进步，生产的发展，人类在各种水域上的活动越来越频繁，导致各种水资源污染日趋严重。远洋运输船泄漏的石油和各类船只排放的漂浮物急剧增加，又加之人们随意丢弃的各类日常消费品、包装废弃物，造成进岸海域及江河、湖泊的严重污染，尤其是旅游胜地和市内湖泊，更是无法逃避漂浮物污染的厄运。
水面污染源在短期内不可能有大的改观，因此水面污染的治疗也是一项艰难的长期任务，是全人类必须面对的共同问题。用人工清理水面漂浮物已不能满足需要有些危险水域人无法工作。很多发达国家把着眼点放在21世纪致力于水面污染治理设备的研究。如石油清理设备，但只是用于大量泄漏清理。但还未见到自主智能式水面污物清洁设备的研究报导。由于水面清洁机器人的工作环境是未知的，属于非结构空间，必须依靠自身对环境的感知，来建立环境模型进行路径规划和导航，这是实现水面智能化清污设备要解决的主要问题。
本实用新型的目的是提供一种能自动发现与收集水面漂浮物的水面清洁机器人水面清洁机器人，它主要是由船体，搜集臂，障碍探测器，CCD视觉系统，存储仓和动力源组成，船体2为由一个及一个以上单船体组成，每个单船体前部为一封闭桶体，上部留有安装孔，以发兰封闭，后部为驱动机构8，驱动机构8由叶轮、电动机、传动机构等构成，叶轮采用两个，由电动机通过传动机构驱动，收集臂1设两只，分别胶结于船体2的两侧，障碍探测器3固定在船体2上，CCD视觉系统固定在船体2的连接件9上，存储仓6胶结于船体2的后部，动力源5采用蓄电池，它安装于船体2内部。
所说的单船体之间有一定的距离，并用连接件9连接固定，船体2由一个桶体和两个锥体组成，桶体为圆形或多边形，锥体固定在桶体的两端，为圆锥或多棱锥，每一个船体上装有一个驱动机构。
所说的CCD视觉系统可以由平衡电机14驱动涡轮、涡杆或其它运动副而带动活动架15前后摆动，测距电机13转动即可通过传动副驱动CCD固定板12向左或右转动，使CCD镜头有一定的摆角以完成测距。
本实用新型装备的CCD视觉系统，能够判断出污染物密集区；能根据探测到的信息推测出是否为漂浮物以及漂浮物的小与距离，由主机作出是否收集的决定以及收集的最佳路径；识别水面、岸边及其它固定物；主体前下方装备具有触觉功能的探头，防止主体与岩石或其它非漂浮物体向撞；可以预先设定返回时间，到达预定时刻后，由定居点发出返回兼导航信号，指引其返回固定地点。在其工作期间，主人可随时指挥其返回定居点；具有自主学习功能，能够通过传感器探测到环境信息，建立工作环境的模型，而且当局部发生改变时能够重新学习，修改原来的整体模型本实用新型的具体内容结合附图所示实施例作进一步说明
图1水面清洁机器人结构示意图；图2
图1的俯视图3
图1的局部视图；图4
图1的局部放大图；图5
图1中的船体2的结构图；图6图5的俯视图；图7是
图1中CCD视觉系统4的结构示意图；图8是图7的俯视图；图9是CCD视觉系统及控制部分工作原理图。
图中1.收集臂2.船体3.障碍探测器4.CCD视觉系统5.动力源6.存储仓7.单船体8.驱动机构9.连接件10.测距涡轮11.测距涡杆12.CCD视觉系统13.测距电机14.平衡电机15.活动架16.支架17.平衡涡杆18.平衡涡轮水面清洁机器人的主体是由船体，本实施例中采用双船体，参阅
图1和2其总体结构主要由6个部分组成，收集臂共两只，分别胶结于船体2的两侧；障碍探测器3焊接在船体2上；CCD视觉系统焊接在船体的连接件上(参阅图6)；存储仓6胶结于船体后部，为以支架支撑的网装结构；动力源安装于船体内部。船体2的具体结构见图5、图6。其前部为一封闭桶体，上部留有安装孔，以发兰封闭；后部为驱动机构，由叶轮、电机、传动机构等构成，焊接于单船体后部。CCD视觉系统的详细结构参阅图7、图8以角钢焊接的支架为主体，活动架由两个轴承座支撑并用螺栓连接在支架上，该轴的右端装有蜗轮，与平衡电机带动的蜗杆啮合，调整CCD视觉系统平衡，根据水平位置偏移量进行修改，使CCD始终处于水平状态；CCD固定板通过轴承座支撑于活动架上，其连接轴下端蜗轮与测距电机带动的蜗杆啮合，带动CCD转动一定的角度，来测量距离。
视觉系统及控制系统组成见图9。其工作原理如下1)CCD摄象头摄取的图像信号，经数据采集装置处理后，传输到控制器，经功率放大后控制驱动电机来调整船的行驶方向；而且还可以控制平衡电机和测距电机运行与停止；2)无线接收装置接到信号后可以指挥船驶向固定地点；3)卫星全球定位系统可以把船现在的位置信号传输到控制器，以实现船的导航。
权利要求1．一种水面清洁机器人，其特征在于它主要是由船体，搜集臂，障碍探测器，CCD视觉系统，存储仓和动力源6个部分组成，船体(2)为由一个及一个以上单船体组成，每个单船体前部为一封闭桶体，上部留有安装孔，以法兰封闭，后部为驱动机构8，驱动机构8由叶轮、电动机、传动机构等构成，叶轮采用两个，由电动机通过传动机构驱动，收集臂1设两只，分别胶结于船体2的两侧，障碍探测器3固定在船体2上，CCD视觉系统固定在船体2的连接件9上，存储仓6胶结于船体2的后部，动力源5采用蓄电池，它安装于船体2内部。
2．根据权利要求1所述的水面清洁机器人，其特征在于所说的单船体之间有一定的距离，并用连接件9连接固定，船体2由一个桶体和两个锥体组成，桶体为圆形或多边形，锥体固定在桶体的两端，为圆锥或多棱锥，每一个船体上装有一个驱动机构。
3．根据权利要求1或2所所述的水面清洁机器人，其特征在于所说的CCD视觉系统可以由平衡电机14驱动涡轮、涡杆或其它运动副而带动活动架15前后摆动，测距电机13转动即可通过传动副驱动CCD固定板12向左或右转动，使CCD镜头有一定的摆角以完成测距。
专利摘要本实用新型涉及的水面清洁机器人,属于环保领域中的机械设备。它主要是由船体,搜集臂,障碍探测器,CCD视觉系统,存储仓和动力源6个部分组成,船体为由一个及一个以上单船体组成,每个单船体前部为一封闭桶体,上部留有安装孔,以发兰封闭,后部为驱动机构、驱动机构由液轮、电动机、传动机构等构成,液轮采用两个,由电动机通过传动机构驱动,收集臂设两只,分别胶结于船体的两侧,障碍探测器固定在船体上,CCD视觉系统固定在船体的连接件上,存储仓胶结于船体的后部,动力源采用电动机,它安装于船体内部。
文档编号B25J11/00GK2420107SQ0020821
公开日2001年2月21日 申请日期2000年4月14日 优先权日2000年4月14日
发明者王主玉, 唐可洪, 邵承会, 张庆瑞, 史文浩 申请人:王主玉