一种浮体式河道清污机器人的制作方法

本发明涉及市政清洁领域，具体涉及一种浮体式河道清污机器人。

背景技术：

城市内河道或者人工河内出现大量的漂浮垃圾时，不仅影响城市的美观，同时造成了环境污染，清除河道漂浮物是治理河道污染的首要程序。国内外对水面漂浮污物的打捞处理分为人工打捞和机械打捞两种方式。人工打捞效率和安全性都低，一般用于污物量较少、没有机械设备或机械无法靠近的区域。而机械打捞一般用于水电站进水口以及其它污物量较大的水域。机械打捞大致有清污机打捞和清污船打捞。目前这些机械装置固定在河岸边，运行均需要人工指挥和操作，对打捞区域等有一定的限制。因此出现了可在水面移动的更加人工智能的浮体式清污机器人，这种机器人的出现极大提升了水上漂浮污物清理作业的安全性和清漂效率、降低了清理处理的综合成本，未来将是逐步替代人工清污作业无疑是未来发展的方向。但是漂浮物在收集时，其本身带有大量水，放入到机器人内部时，各类的漂浮物之间又存在间隙，导致机器人预先设置好的容纳空间被大量水体和间隙占据，单次清污作业所收集到的漂浮物容量远远低于预期数值，增加了作业次数，这无形之中造成了成本的浪费。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供浮体式河道清污机器人，该机器人通过收集机构输送漂浮物，并将漂浮物转运至装载体内部，压缩机构配合排水机构压缩装载体内的漂浮物，压缩漂浮物之间的间隙，并排出装载体在压缩时挤出的积水，使得同样容积的装载体能够装载更多的漂浮物。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种浮体式河道清污机器人，包括有浮体，漂浮在水面上，并在水面上移动；

装载体，设置在浮体的顶端，用于收集漂浮物；

收集机构，设置在装载体的侧部，用于输送漂浮物，并将漂浮物转运至装载体内部；

压缩机构，设置在装载体内部，用于压缩装载体内的漂浮物，压缩漂浮物之间的间隙；

排水机构，设置在装载体内部，用于排出装载体的积水。

作为浮体式河道清污机器人的一种优选方案，装载体的一端设有入料口，装载体远离入料口的一端铰接有仓门。

作为浮体式河道清污机器人的一种优选方案，收集机构包括清扫装置和转运装置，清扫装置包括对称设置在入料口两侧的清扫电机、清扫臂、送料电机和拨动板，清扫电机固定在装载体侧壁上，清扫电机通过减速机驱动连接有清扫臂，清扫臂的一端与装载体侧壁铰接，清扫臂的另一端设有送料电机，清扫臂远离入料口的一端设有开槽，开槽内设有拨动板，清扫电机的输出轴驱动连接拨动板，拨动板延伸出开槽外，拨动板在开槽处转动，转运装置为设置在两个清扫臂之间的传送带，转运装置的输入端设置于水面内，转运装置的输出端延伸进入到入料口内部。

作为浮体式河道清污机器人的一种优选方案，转运装置为网链传送带，且倾斜设置，转运装置的输出端高于输入端，转运装置输入端与入料口的距离小于拨动板与入料口的距离。

作为浮体式河道清污机器人的一种优选方案，排水机构包括设置在装载体内部的排水腔，排水腔远离入料口的一端设有排水口，装载体内部设有一分隔板，分隔板将装载体内部分隔为装载腔和排水腔，装载腔位于分隔板上方，排水腔位于分隔板下方，分隔板上设有若干排水孔。

作为浮体式河道清污机器人的一种优选方案，分隔板倾斜设置，分隔板自入料口的一端向排水口的一端，与装载体底面的距离逐渐变小，分隔板底面设有若干挡条，挡条的一端与分隔板固定，挡条的另一端与分隔板底面固定，挡条上设有供流体通过的通孔。

作为浮体式河道清污机器人的一种优选方案，压缩机构包括电动推杆和压板，电动推杆设置在装载体的顶端，电动推杆的输出轴传动连接有设置在装载体内部的压板，并带动压板沿着装载体高度方向上运动。

作为浮体式河道清污机器人的一种优选方案，装载体内设有收卷装置，收卷装置包括收卷辊、收卷电机和帆布，在压板靠近入料口的一端设有收卷辊，收卷辊的一端与装载体转动连接，收卷辊的另一端与收卷电机的输出轴出传动连接，收卷电机设置在装载体内部，收卷辊上缠绕有柔性的帆布。

作为浮体式河道清污机器人的一种优选方案，帆布的两侧分别设有两组吸附装置和两组夹紧装置，吸附装置用于吸住帆布的两边，夹紧装置用于抵接并顶住帆布的两边，吸附装置和夹紧装置均设置在装载体内部，吸附装置靠近排水口设置，夹紧装置靠近入料口设置，其中：

两组吸附装置分别位于收卷辊的两端，吸附装置包括吸附箱、真空分配器和吸嘴，收卷辊的一侧设有吸附箱，吸附箱的侧部设有真空分配器，吸附箱内设有气体管道，气体管道上设有若干吸嘴，真空分配器与吸嘴相连通；

两组夹紧装置分别位于收卷辊的两端，夹紧装置包括侧箱、夹紧电机、主动轮、从动轮、传动皮带、滑座、滑轨、支撑柱和顶柱，收卷辊的另一侧设有侧箱，压板在两个侧箱之间运动，侧箱内部设有夹紧电机，夹紧电机的输出轴传动连接有主动轮，主动轮通过传动皮带传动连接从动轮，传送皮带上设有滑座，滑座在滑轨的轴向上滑动，滑座上设有支撑柱，支撑柱上设有若干呈排分布的顶柱，侧箱上开设有供顶柱伸出或者回缩的通孔；

帆布的一端与收卷辊固定，帆布的另一端设有导向块，位于收卷辊同一端的吸附箱和侧箱之间具有供帆布通行的间隙，导向块在间隙内滑动，导向块的一端与吸附箱接触，导向块的另一端与侧箱接触。

作为浮体式河道清污机器人的一种优选方案，转运装置的输出端设有滚动拨板，滚动拨板设置在装载体内，装载体内设有驱动滚动拨板转动的拨动电机。

本发明的有益效果：清扫电机带动清扫臂转动，当两个清扫臂之间的距离聚拢时，清扫臂便可以将清扫臂转动范围内漂浮物聚拢起来，而在清扫臂远离入料口的一端设置的送料电机带动拨动板转动，将漂浮物拨入到转运装置的传送带上，加快加速装载体对漂浮物的汇集能力，通过入料口进入到装载体内部的漂浮物，其附带的水和转运装置输送时扫入到装载体内部的水可以通过排水孔流入到排水腔内，并通过排水口排出，将装载体内部的水排出后，可以使得装载腔收集更多的漂浮物，通过压板去压缩漂浮物，将装载体内部的水挤入到排水腔内，并从排水口排出，同时漂浮物也被挤压压缩，压缩装载体内部空间，使得装载体可以装载更多的漂浮物；

通过收集机构输送漂浮物，并将漂浮物转运至装载体内部，压缩机构配合排水机构压缩装载体内的漂浮物，压缩漂浮物之间的间隙，并排出装载体在压缩时挤出的积水，与传统的浮体式河道清污机器人相比，压缩装载体内部空间并将漂浮物收集时扫入至装载体内的水体及时排出，使得同样容积的装载体能够装载更多的漂浮物，单次装载的漂浮物更多，减少了作业时装满倾倒的次数，提高了作业效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1和图2是本发明实施例所述的浮体式河道清污机器人两种不同视角的结构示意图；

图3是本发明实施例所述的浮体式河道清污机器人中收集机构处的结构示意图；

图4是本发明实施例所述的浮体式河道清污机器人内部的剖面示意图；

图5是本发明实施例所述的浮体式河道清污机器人内部的剖面立体图；

图6是本发明实施例所述的浮体式河道清污机器人内部另一个视角的剖面示意图；

图7是本发明实施例所述的浮体式河道清污机器人中压板处的结构示意图；

图8是本发明实施例所述的浮体式河道清污机器人中帆布处的结构示意图；

图9是图8中a处的放大示意图；

图10是本发明实施例所述的浮体式河道清污机器中吸附装置处的结构示意图；

图11是本发明实施例所述的浮体式河道清污机器中吸附箱内部的结构示意图；

图12是本发明实施例所述的浮体式河道清污机器中夹紧装置处的结构示意图；

图13是本发明实施例所述的浮体式河道清污机器中侧箱内部的结构示意图。

图中：

1、浮体；

2、装载体；2a、入料口；2b、仓门；2c、分隔板；2d、装载腔；2e、排水孔；2f、挡条；2g、通孔；

3、收集机构；3a、清扫装置；3a1、清扫电机；3a2、清扫臂；3a3、送料电机；3a4、拨动板；3b、转运装置；

4、压缩机构；4a、电动推杆；4b、压板；4c、收卷辊；4d、收卷电机；4e、帆布；4f、吸附装置；4f1、吸附箱；4f2、真空分配器；4f3、吸嘴；4f4、气体管道；4g、夹紧装置；4g1、侧箱；4g2、夹紧电机；4g3、主动轮；4g4、从动轮；4g5、传动皮带；4g6、滑座；4g7、滑轨；4g8、支撑柱；4g9、顶柱；4h、导向块；4i、滚动拨板；

5、排水机构、5a、排水腔；5b、排水口。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

作为本发明的一个实施例，本发明提出包括有浮体，漂浮在水面上，并在水面上移动；

装载体，设置在浮体的顶端，用于收集漂浮物；

收集机构，设置在装载体的侧部，用于输送漂浮物，并将漂浮物转运至装载体内部；

压缩机构，设置在装载体内部，用于压缩装载体内的漂浮物，压缩漂浮物之间的间隙；

排水机构，设置在装载体内部，用于排出装载体的积水。

通过该机器人的设计，收集机构输送漂浮物，并将漂浮物转运至装载体内部，压缩机构配合排水机构压缩装载体内的漂浮物，压缩漂浮物之间的间隙，并排出装载体在压缩时挤出的积水，与传统的浮体式河道清污机器人相比，压缩装载体内部空间并将漂浮物收集时扫入至装载体内的水体及时排出，使得同样容积的装载体能够装载更多的漂浮物，单次装载的漂浮物更多，减少了作业时装满倾倒的次数，提高了作业效率。

下面结合本发明的较佳实施例对该接头进行说明。

请参阅图1和图2，该机器人包括有浮体1，漂浮在水面上，并在水面上移动；

装载体2，设置在浮体1的顶端，用于收集漂浮物；

收集机构3，设置在装载体2的侧部，用于输送漂浮物，并将漂浮物转运至装载体2内部；

压缩机构4，设置在装载体2内部，用于压缩装载体1内的漂浮物，压缩漂浮物之间的间隙；

排水机构5，设置在装载体2内部，用于排出装载体1的积水。

请参阅图3、图4和图5，装载体2的一端设有入料口2a，装载体2远离入料口2a的一端铰接有仓门2b。收集机构3包括清扫装置3a和转运装置3b，清扫装置3a包括对称设置在入料口2a两侧的清扫电机3a1、清扫臂3a2、送料电机3a3和拨动板3a4，清扫电机3a1固定在装载体2侧壁上，清扫电机3a1通过减速机驱动连接有清扫臂3a2，清扫臂3a2的一端与装载体2侧壁铰接，清扫臂3a2的另一端设有送料电机3a3，清扫臂3a2远离入料口2a1的一端设有开槽，开槽内设有拨动板3a4，清扫电机3a3的输出轴驱动连接拨动板3a4，拨动板3a4延伸出开槽外，拨动板3a4在开槽处转动，转运装置3b输入端与入料口2a1的距离小于拨动板3a4与入料口2a的距离。转运装置3b为设置在两个清扫臂3a2之间的传送带，转运装置3b的输入端设置于水面内，转运装置3b的输出端延伸进入到入料口2a1内部。转运装置3b为网链传送带，且倾斜设置，网链传送带可以在转运漂浮物时，漂浮物附带的水可以顺着网链传送带的网孔排出，尽可能少地使水进入到装载体2内部。转运装置3b的输出端高于输入端，清扫装置3a负责将漂浮物扫入到靠近转运装置3b的位置，便于转运装置3b去接收漂浮物，清扫电机3a1带动清扫臂3a2转动，当两个清扫臂3a2之间的距离聚拢时，清扫臂3a2便可以将清扫臂3a转动范围内漂浮物聚拢起来，而在清扫臂3a2远离入料口2a的一端设置的送料电机3a3带动拨动板3a4转动，将漂浮物拨入到转运装置3b的传送带上，加快加速装载体2对漂浮物的汇集能力。

请参阅图4、图5和图6，排水机构5包括设置在装载体2内部的排水腔5a，排水腔5a远离入料口2a的一端设有排水口5b，装载体2内部设有一分隔板2c，分隔板2c将装载体2内部分隔为装载腔2d和排水腔5a，装载腔2d位于分隔板2c上方，排水腔5a位于分隔板2c下方，分隔板2c上设有若干排水孔2e，通过入料口2a进入到装载体2内部的漂浮物，其附带的水和转运装置3b输送时扫入到装载体2内部的水可以通过排水孔2e流入到排水腔2a内，并通过排水口5b排出，将装载体2内部的水排出后，可以使得装载腔2d收集更多的漂浮物。

请参阅图5，分隔板2c倾斜设置，分隔板2c自入料口2a的一端向排水口5b的一端，与装载体2底面的距离逐渐变小。考虑到分隔板2c的固定与支撑效果，分隔板2c底面设有若干挡条2f，挡条2f的一端与分隔板2c固定，挡条2f的另一端与分隔板2c底面固定，挡条2f的设置使得分隔板2c支撑更加稳定。

请参阅图6，挡条2f上设有供流体通过的通孔2g，通孔2g的设置是为了便于水的流通，从排水口5b处排出。

请参阅图5和图7，压缩机构4包括电动推杆4a和压板4b，电动推杆4a设置在装载体2的顶端，电动推杆4a的输出轴传动连接有设置在装载体2内部的压板4b，并带动压板4b沿着装载体2高度方向上运动。装载体2在收集漂浮物的过程中，不可避免地会有水进入到装载体2内部，再加上各种类漂浮物堆积在装载体2内部时，漂浮物之间也会存在间隙，通过压板4b去压缩漂浮物，将装载体2内部的水挤入到排水腔5a内，并从排水口5b排出，同时漂浮物也被挤压压缩，压缩装载体2内部空间，使得装载体2可以装载更多的漂浮物。考虑到对漂浮物的压缩效果，本实施例中，电动推杆4a可以设置为多个，多个电动推杆4a同时工作，确保具有足够的动力。

在压板4b压缩漂浮物的时候，由于压板4b的一侧是仓门2b，在压板4b大小合适的情况下，等于说仓门2b将压板4b的一侧封闭，而压板4b的另一侧即入料口2a，入料口2a是漂浮物进入装载体2内的唯一口道，这一侧无法被封闭，在压板4b压缩漂浮物时，如果不在入料口2a侧加以阻挡，漂浮物容易从入料口2处溢出。请参阅图8、图9和图10，在本实施例中，装载体2内还设有收卷装置，收卷装置包括收卷辊4c、收卷电机4d和帆布4e，在压板4b靠近入料口2a的一端设有收卷辊4c，收卷辊4c的一端与装载体2转动连接，收卷辊4c的另一端与收卷电机4d的输出轴出传动连接，收卷电机4d设置在装载体2内部，收卷辊4c上缠绕有柔性的帆布4e。通过可收缩的帆布4e，当压板4b压缩漂浮物时，收卷电机4d将帆布4e放下，对压板4b靠近入料口1的一侧进行封闭，使得漂浮物不会从该侧溢出。柔性的帆布4e可以缓冲部分漂浮物的冲击力，可以长期使用。而完成一次压缩之后，收卷电机4d再将帆布4e收卷会到收卷辊4c上，漂浮物再次能够进入到装载体2位于压板4b范围的内部空间。

请参阅图8、图9、图10、图11、图12和图13，帆布4e的两侧分别设有两组吸附装置4f和两组夹紧装置4g，吸附装置4f用于吸住帆布4e的两边，夹紧装置4g用于抵接并顶住帆布4e的两边，吸附装置4f和夹紧装置4g均设置在装载体2内部，吸附装置4f靠近排水口5b设置，夹紧装置4g靠近入料口2a设置，其中：

两组吸附装置4f分别位于收卷辊4c的两端，吸附装置4f包括吸附箱4f1、真空分配器4f2和吸嘴4f3，收卷辊4c的一侧设有吸附箱4f1，吸附箱4f1的侧部设有真空分配器4f2，吸附箱4f1内设有气体管道4f4，气体管道4f4上设有若干吸嘴4f3，真空分配器4f2与吸嘴4f3相连通，真空分配器4f2吸气形成负压，通过吸嘴4f3来吸附帆布4e侧边表面，实现对帆布4e侧边的固定，当完成压缩后，真空分配器4f2通气，吸嘴4f3得以松开帆布4e，帆布4e可以成功收卷回去；

两组夹紧装置4g分别位于收卷辊4c的两端，夹紧装置4g包括侧箱4g1、夹紧电机4g2、主动轮4g3、从动轮4g4、传动皮带4g5、滑座4g6、滑轨4g7、支撑柱4g8和顶柱4g9，收卷辊4c的另一侧设有侧箱4g1，压板4g1在两个侧箱4g1之间运动，侧箱4g1内部设有夹紧电机4g2，夹紧电机4g2的输出轴传动连接有主动轮4g3，主动轮4g3通过传动皮带4g5传动连接从动轮4g4，传送皮带上设有滑座4g6，滑座4g6在滑轨4g7的轴向上滑动，滑座4g6上设有支撑柱4g8，支撑柱4g8上设有若干呈排分布的顶柱4g9，侧箱4g1上开设有供顶柱4g9伸出或者回缩的通孔，夹紧电机4g1工作时，带动主动轮4g2转动，主动轮4g2转动时，通过传动皮带4g5带动从动轮4g4转动，传动皮带4g5活动时，带动滑座4g6运动，使得滑座4g6靠近或者远离通孔处，这样便能将顶柱4g9伸出或者回缩，当顶柱4g9伸出时，可以利用顶柱4g9顶柱帆布4e相对于吸嘴4f3的另一面。

帆布4e的一端与收卷辊4c固定，帆布4e的另一端设有导向块4h，位于收卷辊4c同一端的吸附箱4f1和侧箱4g1之间具有供帆布4e通行的间隙，导向块4h在间隙内滑动，导向块4h的一端与吸附箱4f1接触，导向块4h的另一端与侧箱4g1接触。为了确保每次帆布4e收放时，都能被吸附装置4f和夹紧装置4g所固定配合，在帆布4e的一端设置了导向块4h，导向块4h始终位于吸附装置4f和夹紧装置4g的间隙内，并且一端与吸附箱4f1接触，另一端与侧箱4g1接触。

本实施例中，由于帆布4e采用柔性材质，压板4b在压缩漂浮物的时候，漂浮物会冲击帆布4e，为了确保帆布4e对压板4b一侧的封闭效果，在帆布4e放下的时候，位于收卷辊4c同一端的吸附装置4f和夹紧装置4g分别吸附和抵接帆布4e的两面，在其共同作用下，夹住帆布4e的一边，而两组吸附装置4f和夹紧装置4g的设置，则可以夹住帆布4e的两边，使得帆布4e的封闭效果稳定。

请参阅图5，转运装置3b的输出端设有滚动拨板4i，滚动拨板4i设置在装载体2内，装载体2内设有驱动滚动拨板4i转动的拨动电机。考虑到压板4b对漂浮物的压缩效果，压板4b与入料口2a之间会设置一定的缓冲距离，而压板4b、侧箱4g1、分隔板2c之间围成的空间就形成了漂浮物主要的容纳空间，滚动拨板4i的设置，既可以对刚进入到装载体2内部的漂浮物一个推动力，使其能够进入到压板4b所覆盖的范围内，同时也能够避免压板4b压缩漂浮物时，漂浮物从入料口2a处溢出。

本发明的工作原理：清扫电机3a1带动清扫臂3a2转动，当两个清扫臂3a2之间的距离聚拢时，清扫臂3a2便可以将清扫臂3a2转动范围内漂浮物聚拢起来，而在清扫臂3a2远离入料口2a的一端设置的送料电机3a3带动拨动板3a4转动，将漂浮物拨入到转运装置3b的传送带上，加快加速装载体2对漂浮物的汇集能力，通过入料口2a进入到装载体2内部的漂浮物，其附带的水和转运装置2b输送时扫入到装载体2内部的水可以通过排水孔2e流入到排水腔5a内，并通过排水口5b排出，将装载体2内部的水排出后，可以使得装载腔2d收集更多的漂浮物，通过压板4b去压缩漂浮物，将装载体2内部的水挤入到排水腔5a内，并从排水口5b排出，同时漂浮物也被挤压压缩，压缩装载体2内部空间，使得装载体2可以装载更多的漂浮物；

通过收集机构3输送漂浮物，并将漂浮物转运至装载体2内部，压缩机构4配合排水机构5压缩装载体2内的漂浮物，压缩漂浮物之间的间隙，并排出装载体2在压缩时挤出的积水，与传统的浮体式河道清污机器人相比，压缩装载体2内部空间并将漂浮物收集时扫入至装载体2内的水体及时排出，使得同样容积的装载体2能够装载更多的漂浮物，单次装载的漂浮物更多，减少了作业时装满倾倒的次数，提高了作业效率。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系，该术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员应该明白，还可以对本发明做各种修改、等同替换、变化等等。但是，这些变换只要未背离本发明的精神，都应在本发明的保护范围之内。另外，本申请说明书和权利要求书所使用的一些术语并不是限制，仅仅是为了便于描述。