本发明涉及水下作业领域，特别涉及一种清理水底废弃金属的智能打捞设备及其工作方法。
背景技术：
人们在水边或水上游玩时，很容易将佩戴的饰品或随身携带的玩物掉落水中，例如，戒指、手镯、项链、手机、手表等等，其中大多数都是贵重物品，而由于其体积较小，丢失时并不容易引起注意，导致事后难以找到，其一，造成个人的财产损失；其二，电子产品造成水质污染。
目前，水底金属物质的回收技术还不够完善，一些体积较小的金属物质只能通过人工潜水回收，使用设备容易被水草、渔网等干扰，工作效率不高。
技术实现要素：
发明目的：为了克服背景技术中的缺点，本发明实施例提供了一种清理水底废弃金属的智能打捞设备及其工作方法，能够有效解决上述背景技术中涉及的问题。
技术方案：一种清理水底废弃金属的智能打捞设备，包括壳体、控制机构以及螺旋推进机构，所述控制机构包括处理器、驱动装置、导航装置以及定位装置，所述处理器分别与所述驱动装置、所述导航装置以及所述定位装置连接，所述导航装置用于生成所述打捞设备在预设区域内的移动路线并将所述移动路线发送给所述处理器，所述定位装置用户获取所述打捞设备的位置信息并将所述位置信息发送给所述处理器，所述壳体包括打捞部、第一储物部以及第二储物部，所述打捞部设置于所述壳体前端，所述打捞部包括金属探测器、切割装置、机械臂以及聚光灯，所述金属探测器与所述处理器连接，用于检测所述打捞部下方的金属物质并将检测信号发送给所述处理器，所述驱动装置分别与所述切割装置、所述机械臂以及所述聚光灯连接，所述切割装置通过第一连接装置与所述打捞部连接，所述机械臂的前端设置有机械爪，所述机械爪用于抓取物体，所述聚光灯用于照亮所述预设区域，所述第一储物部包括网罩，所述网罩覆盖所述预设区域，所述第一储物部底部设置有第一电动开关，所述第一电动开关与所述驱动装置连接，所述第二储物部用于存储打捞的物体，所述第二储物部顶部设置有第二电动开关，所述第二电动开关与所述驱动装置连接，所述螺旋推进机构与所述驱动装置连接，所述螺旋推进机构设置于所述壳体尾端，用于控制所述打捞设备的水下航向。
作为本发明的一种优选方式，所述机械臂还包括第二连接装置，所述第二连接装置与所述第一连接装置结构相同，用于连接所述机械臂与所述切割装置。
作为本发明的一种优选方式，所述第二储物部包括塑料滤网，所述塑料滤网水平设置于所述第二储物部的中下位置。
作为本发明的一种优选方式，所述网罩由弹性绳索编织而成。
作为本发明的一种优选方式，所述打捞部还包括声呐探测器，所述声纳探测器与所述处理器连接，用于探测所述网罩上方的障碍物。
作为本发明的一种优选方式，包括以下工作步骤：
a)所述处理器在所述导航装置中设置预设区域；
b)所述导航装置自动生成所述打捞设备当前位置至所述预设区域以及所述预设区域内的移动路线并将所述移动路线发送给所述处理器；
c)所述处理器根据所述移动路线向所述驱动装置输出移动信号，所述驱动装置驱动所述螺旋推进机构3按照所述移动路线行进；
d)所述处理器向所述驱动装置输出覆盖信号，所述驱动装置驱动所述第一电动开关开启，所述驱动装置驱动所述机械爪将所述网罩覆盖所述预设区域；
e)所述金属探测器沿所述移动路线探测所述预设区域，若是检测到金属物质，则向所述处理器发送检测信号，所述检测信号包括所述金属物质的位置信息；
f)所述处理器判断所述位置信息是否存在水草；
g)若是，所述处理器向所述驱动装置输出第一切割信号，所述驱动装置驱动所述切割装置启动；
h)所述处理器根据所述位置信息向所述驱动装置输出打捞信号，所述驱动装置驱动所述第二电动开关开启，所述驱动装置驱动所述机械爪拾取所述目标物品并将所述目标物品转移至所述第二储物部。
作为本发明的一种优选方式，若是所述打捞设备被障碍物缠绕：
所述处理器向所述驱动装置输出第二连接信号，所述驱动装置驱动所述机械臂移动至所述第二连接装置与所述切割装置连接，所述驱动装置驱动所述切割装置与所述第一连接装置断开连接；
所述处理器向所述驱动装置输出第二切割信号，所述驱动装置驱动所述机械臂带动所述切割装置沿所述打捞设备的轮廓切割；
切割完毕后，所述处理器向所述驱动装置输出第一连接信号，所述驱动装置驱动所述机械臂移动至所述第一连接装置与所述切割装置连接，所述驱动装置驱动所述切割装置与所述第二连接装置断开连接。
作为本发明的一种优选方式，在所述预设区域打捞完毕后：
所述处理器向所述驱动装置输出收取信号，所述驱动装置驱动所述第一电动开关开启，所述驱动装置驱动所述机械爪将所述网罩回收至所述第一存储部。
作为本发明的一种优选方式，所述处理器与远程终端建立连接；
所述处理器将接收到的影像发送给所述远程终端；
所述处理器将接收到的所述打捞设备的位置信息发送给所述远程终端。
作为本发明的一种优选方式，步骤f还包括：
所述声呐探测器对所述位置信息进行成像并将探测结果发送给所述处理器；
所述处理器判断所述金属物质的横截面积是否大于所述网罩的网眼孔径；
若是，所述处理器向所述驱动装置输出扩张信号，所述驱动装置驱动所述机械臂将所述位置信息处的网眼孔径扩张至大于或等于所述横截面积。
本发明实现以下有益效果：
本发明提供的打捞设备适用于打捞水底废弃金属物质，解决了水底障碍物的问题，当遇到移动障碍物时，例如水草渔网等，则使用切割装置将其切除，若是遇到固定非金属障碍物，例如岩石等，则避开其行进；机械臂与所述切割装置连接时，能够切除缠绕所述打捞设备的水草或渔网；网罩能够将大部分移动障碍物覆盖，减少其对打捞设备的工作影响；塑料滤网能够滤除金属物质表面的泥沙；声呐探测器能够探测金属物质的位置信息以及成像，所述处理器根据所述金属物质的最大横截面积，通过驱动所述机械臂来调整所述网罩的网眼孔径，使得所述金属物质便于打捞。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。图1为本发明提供的一种清理水底废弃金属的智能打捞设备结构示意图；
图2为本发明提供的网罩结构示意图；
图3为本发明提供的一种清理水底废弃金属的智能打捞设备工作方法流程图；
图4为本发明提供的打捞设备行进方法流程图；
图5为本发明提供的声呐探测器工作方法流程图；
图6为本发明提供的切割装置与第二连接装置的连接方法流程图；
图7为本发明提供的切割装置与第一连接装置的连接方法流程图；
图8为本发明提供的网眼孔径调整方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例一
如图1、2所示，一种清理水底废弃金属的智能打捞设备，包括壳体1、控制机构2以及螺旋推进机构3，控制机构2包括处理器4、驱动装置5、导航装置6以及定位装置7，处理器4分别与驱动装置5、导航装置6以及定位装置7连接，导航装置6用于生成打捞设备在预设区域内的移动路线并将移动路线发送给处理器4，定位装置7用户获取打捞设备的位置信息并将位置信息发送给处理器4，壳体1包括打捞部8、第一储物部9以及第二储物部10，打捞部8设置于壳体1前端，打捞部8包括金属探测器11、切割装置12、机械臂14以及聚光灯15，金属探测器11与处理器4连接，用于检测打捞部8下方的金属物质并将检测信号发送给处理器4，驱动装置5分别与切割装置12、机械臂14以及聚光灯15连接，切割装置12通过第一连接装置13与打捞部8连接，机械臂14的前端设置有机械爪16，机械爪16用于抓取物体，聚光灯15用于照亮预设区域，第一储物部9包括网罩17，网罩17覆盖预设区域，第一储物部9底部设置有第一电动开关18，第一电动开关18与驱动装置5连接，第二储物部10用于存储打捞的物体，第二储物部10顶部设置有第二电动开关19，第二电动开关19与驱动装置5连接，螺旋推进机构3与驱动装置5连接，螺旋推进机构3设置于壳体1尾端，用于控制打捞设备的水下航向。
机械臂14还包括第二连接装置20，第二连接装置20与第一连接装置13结构相同，用于连接机械臂14与切割装置12。
第二储物部10包括塑料滤网21，塑料滤网21水平设置于第二储物部10的中下位置。
网罩17由弹性绳索编织而成。
打捞部8还包括声呐探测器22，声纳探测器与处理器4连接，用于探测网罩17上方的障碍物。
具体地，本发明提供的清理水底废弃金属的打捞设备包括括壳体1、控制机构2以及螺旋推进机构3，控制机构2包括处理器4、驱动装置5、导航装置6以及定位装置7，壳体1包括打捞部8、第一储物部9以及第二储物部10，打捞部8包括金属探测器11、切割装置12、机械臂14、聚光灯15、第一连接装置13以及声呐探测器22，机械臂14包括机械爪16以及第二连接装置20，第一储物部9包括网罩17以及第一电动开关18，第二储物部10包括第二电动开关19以及塑料滤网21。
其中，壳体1分为三段，从首至尾依次为打捞部8、第一储物部9、第二储物部10，各段之间焊接，连接处填充密封橡胶，打捞部8设置为流线体结构，打捞部8至少包括三个机械臂14，打捞部8的左右两侧均设置有机械臂14，机械臂14的前端设置有机械爪16，机械臂14的侧面设置有第二连接装置20，金属探测器11、切割装置12以及聚光灯15设置于打捞部8的底部，切割装置12的本体设置为对称结构，切割装置12包括对称的两个连接口，一个连接口与打捞部8下方的第一连接装置13连接，另一个连接口与机械臂14侧面的第二连接装置20连接，打捞设备工作时，聚光灯15同步开启，第一储物部9内置有若干网罩17，网罩17可回收洗净后多次使用，多个网罩17可拼接呈一个整体，单个网罩17包括四个固定单元，固定单元均匀排列在网罩17的边缘处，网罩17的主体具体为弹性编制绳，网罩17的网眼孔径不小于20厘米，固定装置设置为钩状机构，钩状结构包括圆柱体与弯钩体，弯钩体包括多个弯钩，圆柱体与网罩17的边缘固定连接，当需要拼接多个网罩17时，将弯钩体从另一网罩17的网眼穿过并插入水底，网罩17覆盖在预设区域时，将水底的水草、渔网等等障碍物压缩，避免其阻碍打捞设备的行进，第二储物部10分为上下两层，通过塑料滤网21隔离，上层空间大于下层空间，机械爪16将金属物质从上层的第二开关处放入第二储物部10，金属物质掉落在塑料滤网21上，目标物品表面携带的泥沙经塑料滤网21沉积至第二储物部10的下层，金属物质则保存在上层，控制机构2内嵌于壳体1，控制机构2具有防水功能，螺旋推进机构3设置于壳体1外部。
实施例二
如图3所示，一种清理水底废弃金属的智能打捞设备的工作方法，包括以下工作步骤：
a)处理器4在导航装置6中设置预设区域；
b)导航装置6自动生成打捞设备当前位置至预设区域以及预设区域内的移动路线并将移动路线发送给处理器4；
c)处理器4根据移动路线向驱动装置5输出移动信号，驱动装置5驱动螺旋推进机构3按照移动路线行进；
d)处理器4向驱动装置5输出覆盖信号，驱动装置5驱动第一电动开关18开启，驱动装置5驱动机械爪16将网罩17覆盖预设区域；
e)金属探测器11沿移动路线探测预设区域，若是检测到金属物质，则向处理器4发送检测信号，检测信号包括金属物质的位置信息；
f)处理器4判断位置信息是否存在水草；
g)若是，处理器4向驱动装置5输出第一切割信号，驱动装置5驱动切割装置12启动；
h)处理器4根据位置信息向驱动装置5输出打捞信号，驱动装置5驱动第二电动开关19开启，驱动装置5驱动机械爪16拾取目标物品并将目标物品转移至第二储物部10。
在预设区域打捞完毕后：
处理器4向驱动装置5输出收取信号，驱动装置5驱动第一电动开关18开启，驱动装置5驱动机械爪16将网罩17回收至第一存储部。
处理器4与远程终端建立连接；
处理器4将接收到的影像发送给远程终端；
处理器4将接收到的打捞设备的位置信息发送给远程终端。
具体地，在本发明工作前，需确定打捞的区域，用户将远程终端与处理器4建立连接，使用远程终端编辑预设区域并将预设区域发送给处理器4，处理器4在导航装置6中将预设区域进行标记，导航装置6自动生成打捞设备当前位置至预设区域以及预设区域内的移动路线并将移动路线发送给处理器4，如图4所示，打捞设备可通过巡逻船携带至预设区域的水面上方再潜入水底工作，随着打捞设备位置的改变，导航装置6实时更新移动路线，声呐探测器22具备测距功能，测量至水底的距离并将距离发送给处理器4，在处理器4中设置第一预设距离，例如设置第一预设距离为2米，当处理器4接收到的距离小于或等于2米时，处理器4向驱动装置5输出覆盖信号，驱动装置5驱动第一电动开关18开启，驱动装置5驱动机械爪16释放网罩17，释放网罩17后第一电动开关18自动关闭，网罩17竖直降落至水底，在处理器4中设置第二预设距离，例如设置第二预设距离为20厘米，当处理器4接收到的距离小于或等于20厘米时，则控制打捞设备不再下潜且保持距离水底20厘米，处理器4将接收到的影像转发给远程终端，用户可查看水下情况，其次，定位装置7获取打捞设备的位置信息并将位置信息发送给处理器4，处理器4将位置信息转发给远程终端，用户可查看打捞设备在水下的位置。
其中，虽然网罩17将水草覆盖，但是仍会有部分水草从网罩17的网眼中穿透，如图5所示，声呐探测器22探测网罩17上方的障碍物并将探测信号发送给处理器4，探测信号包括移动障碍物信息与固定障碍物信息，若是移动障碍物信息，则表明网罩17上方有水草，启动切割装置12将其切除，若固定障碍物信息，则改变螺旋推进机构3的航向，避开固定障碍物后返回原移动路线。
实施例三
若是打捞设备被障碍物缠绕：
处理器4向驱动装置5输出第二连接信号，驱动装置5驱动机械臂14移动至第二连接装置20与切割装置12连接，驱动装置5驱动切割装置12与第一连接装置13断开连接；
处理器4向驱动装置5输出第二切割信号，驱动装置5驱动机械臂14带动切割装置12沿打捞设备的轮廓切割；
切割完毕后，处理器4向驱动装置5输出第一连接信号，驱动装置5驱动机械臂14移动至第一连接装置13与切割装置12连接，驱动装置5驱动切割装置12与第二连接装置20断开连接。
步骤f还包括：
声呐探测器22对位置信息进行成像并将探测结果发送给处理器4；
处理器4判断金属物质的横截面积是否大于网罩17的网眼孔径；
若是，处理器4向驱动装置5输出扩张信号，驱动装置5驱动机械臂14将位置信息处的网眼孔径扩张至大于或等于横截面积。
具体地，设备在水下打捞时，易被水草或是废弃的渔网缠绕，容易造成设备故障，切割装置12可更改位置，切割装置12既可安装在打捞部8上，也可安装在机械臂14上，当打捞设备被障碍物缠绕时，障碍物包括水草、渔网等，需要将障碍物切割去除，如图6所示，处理器4向驱动装置5输出第二连接信号，驱动装置5先驱动机械臂14移动至第二连接装置20与切割装置12上的连接口对准，其次，驱动装置5驱动第二连接装置20启动，第二连接装置20与切割装置12连接，然后，驱动装置5驱动第一连接装置13停止，第一连接装置13断开与切割装置12的连接，此时，机械臂14可带动切割装置12移动，处理器4内预存打捞设备的轮廓，及其机械臂14的预设移动轨迹，预设移动轨迹与轮廓吻合，处理器4向驱动装置5输出第二切割信号，驱动装置5驱动机械臂14与切割装置12同时启动，机械臂14带动切割装置12沿打捞设备的轮廓切割，如图7所示，当打捞设备能够沿移动路线正常行进时，处理器4向驱动装置5输出第一连接信号，驱动装置5先驱动切割装置12停止，其次，驱动装置5驱动机械臂14移动至第一连接装置13与切割装置12上的连接口对准，然后，驱动装置5驱动第一连接装置13启动，第一连接装置13与切割装置12连接，最后，驱动装置5驱动第二连接装置20停止，第二连接装置20断开与切割装置12的连接。
网罩17的网眼孔径一致，网罩17覆盖在预设区域，机械爪16从网眼中将金属物质打捞起来，若是金属物质的尺寸较大，则难以从网眼中取出，因此，网罩17由弹性绳索编织而成，具备良好的拉伸性以及韧性，能够任意改变网眼孔径的大小，如图8所示，声呐探测器22对位置信息进行成像并将探测结果发送给处理器4，处理器4分析金属物质的尺寸，提取出其最大横截面积，并判断最大横截面积是否大于网眼孔径，若是，处理器4计算机械臂14的伸展距离，处理器4根据伸展距离向驱动装置5输出扩张信号，驱动装置5驱动机械臂14将位置信息处的网眼孔径扩张至大于或等于最大横截面积，若是扩大后有移动障碍物，再次启动切割装置12将其切除。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。