水域环保系统

1.本发明涉及垃圾回收技术领域，尤其是设计一种水域环保系统。


背景技术：

2.目前，针对水域垃圾的清理问题，仍大量采用“蛙人”这一方式对水域垃圾进行处理，人工清理城市河道、湖泊、近海等水域中的垃圾，不仅效率低下，而且在受污染的水域工作会对“蛙人”的身体造成不良影响。而现有的垃圾清理船主要用于清理水面垃圾，难以有效应对水下垃圾，且垃圾清理船对实际需要清理的水面识别精度不高，常常清扫很多干净的水域，效率低下。因此，有必要针对上述问题，进行研究解决。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种水域环保系统，能够精准识别垃圾分布位置，并进行水面和水下垃圾的回收。
4.根据本发明的第一方面实施例的水域环保系统，包括：
5.母船，所述母船包括船体、数控装置和第一驱动器，所述数控装置安装于所述船体，所述数控装置包括控制器，所述第一驱动器用于驱使所述母船运动；
6.无人机，所述无人机设置有第一摄像头，所述无人机与所述控制器通讯连接；
7.水下机器人，所述水下机器人包括机器人主体、控制仓、第二驱动器和回收框，所述控制仓固定于所述机器人主体，所述控制仓与所述控制器通讯连接，所述第二驱动器用于驱使所述机器人主体在水下运动，所述回收框固定于所述机器人主体，所述回收框设置有容置槽。
8.根据本发明实施例的水域环保系统，至少具有如下有益效果：无人机为母船提供空中视野，从空中识别水面和浅层水域中的垃圾和障碍物分布，辅助母船进行路线规划，规避障碍物并驶向需要清理的水域，减少母船与障碍物碰撞的几率，提高母船行进效率，水下机器人在水下朝垃圾运动，将水下垃圾兜入容置槽内，实现对水下垃圾的收集，水下机器人也可以浮于水面上，对水面垃圾进行收集。
9.根据本发明的一些实施例，所述母船还包括垃圾收集组件，所述垃圾收集组件包括收集仓和传送带，所述收集仓固定于所述船体，所述传送带安装于所述船体，所述传送带的输出端朝向所述收集仓，以将垃圾搬运至所述收集仓内。
10.根据本发明的一些实施例，所述垃圾收集组件还包括第一导引板，所述第一导引板固定于所述传送带远离所述船体的一侧。
11.根据本发明的一些实施例，所述垃圾收集组件还包括第二导引板，所述第二导引板的一端与所述第一导引板连接，所述第二导引板与所述第一导引板在长度方向上的夹角大于零，所述第二导引板的另一端位于所述第一导引板远离所述船体的一侧。
12.根据本发明的一些实施例，所述垃圾收集组件还包括第三驱动器，所述第二导引板与所述第一导引板转动连接，所述第三驱动器安装于所述船体，所述第三驱动器的输出
端与所述第二导引板连接，所述第三驱动器用于驱使所述第二导引板转动。
13.根据本发明的一些实施例，所述数控装置还包括信号组件，所述信号组件包括天线，所述天线与所述控制器电连接，所述天线固定于所述船体。
14.根据本发明的一些实施例，所述水域环保系统还包括连接线缆，所述连接线缆的一端与所述控制仓电连接，所述连接线缆的另一端与所述控制器电连接。
15.根据本发明的一些实施例，所述水域环保系统还包括电动绞车，所述电动绞车包括绞盘和第四驱动器，所述第四驱动器与所述控制器电连接，所述第四驱动器用于驱使所述绞盘旋转，所述连接线缆安装于所述绞盘。
16.根据本发明的一些实施例，所述水下机器人还包括机械手，所述机械手安装于所述机器人主体，所述机械手用于拾取垃圾并放入回收框。
17.根据本发明的一些实施例，所述水域环保系统还包括太阳能电池板，所述太阳能电池板固定于所述船体的外表面，所述太阳能电池板与所述控制器电连接。
18.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
19.下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：
20.图1为本发明的第一方面实施例的水域环保系统示意图；
21.图2为图1中水域环保系统的细节图；
22.图3为图1中水下机器人的示意图。
23.附图标记：
24.水域环保系统100、天线110、第二摄像头120、太阳能电池板130、船体140、过流孔145、传送带150、第二导引板160、第三驱动器170、第一导引板180、收集仓190；
25.无人机200、电动绞车210、连接线缆211、绞盘212；
26.水下机器人300、回收框310、容置槽315、机械手320、第二驱动器330、机器人主体340、控制仓350。
具体实施方式
27.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
28.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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，因此不能理解为对本发明的限制。
29.在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
30.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
31.本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
32.下面参照说明书附图，描述本发明实施例的水域环保系统100。
33.参照图1至图3，根据本发明的第一方面实施例的水域环保系统100，包括母船、无人机200和水下机器人300，母船包括船体140、数控装置和第一驱动器，数控装置安装于船体140，数控装置包括控制器，第一驱动器用于驱使母船运动。无人机200设置有第一摄像头，无人机200与控制器通讯连接。水下机器人300包括机器人主体340、控制仓350、第二驱动器330和回收框310，控制仓350固定于机器人主体340，控制仓350与控制器通讯连接，第二驱动器330用于驱使机器人主体340在水下运动，回收框310固定于机器人主体340，回收框310设置有容置槽315。
34.具体的，控制器可以为微型电脑主板，例如树莓派计算机，也可以为本领域中常规的工控机，只要能满足信号交流和操控需求即可。第一驱动器和第二驱动器330可选择水下推进器。无人机200与控制器之间，无人机200和机器人主体340之间，通过无线信号进行连接，操作人员通过控制器对无人机200和机器人主体340进行操作。
35.无人机200为母船提供空中视野，从空中识别水面和浅层水域中的垃圾和障碍物分布，辅助母船进行路线规划，规避障碍物并驶向需要清理的水域，减少母船与障碍物碰撞的几率，提高母船行进效率。水下机器人300在水下朝垃圾运动，将水下垃圾兜入容置槽315内，实现对水下垃圾的收集，水下机器人300也可以浮于水面上，对水面垃圾进行收集。工作人员在船面上通过垃圾网等工具，也可以对水面垃圾进行收集。
36.进一步的，水下机器人300还设置有水下摄像头，通过水下摄像头为操作人员提供水下机器人300的视野，方便操作人员操作，并且由于减少了视线的限制，水下机器人300可以向水域的更深处运动，提高清理范围。
37.参照图1，根据本发明的一些实施例，母船还包括垃圾收集组件，垃圾收集组件包括收集仓190和传送带150，收集仓190固定于船体140，传送带150安装于船体140，传送带150的输出端朝向收集仓190，以将垃圾搬运至收集仓190内。
38.具体的，传送带150的输入端浸入水面或者与水面齐平，以便对水面垃圾和浅层水下垃圾进行收集运输，将垃圾传送至收集仓190内，方便母船靠岸后对垃圾进行处理。通过设置垃圾收集组件，母船在行驶过程中便可以对水面垃圾进行收集，不需要人力撒网对垃圾进行收集，节约人力资源。
39.参照图1，根据本发明的一些实施例，垃圾收集组件还包括第一导引板180，第一导引板180固定于传送带150远离船体140的一侧。
40.具体的，第一导引板180可以固定在收集仓190上，也可以在船体140上设置有横梁，第一导引板180固定在横梁上。通过设置第一导引板180，对垃圾沿传送带150的边缘脱
离传送带150的运动进行限制，从而提高垃圾收集组件的回收效率。
41.参照图1，根据本发明的一些实施例，垃圾收集组件还包括第二导引板160，第二导引板160的一端与第一导引板180连接，第二导引板160与第一导引板180在长度方向上的夹角大于零，第二导引板160的另一端位于第一导引板180远离船体140的一侧。
42.具体的，第二导引板160的一端与第一导引板180固定连接，第二导引板160增加了母船整体与水面垃圾和浅层水下垃圾的接触面积，并将垃圾引导向传送带150进行运输回收，提高垃圾收集组件的回收效率。
43.参照图1，根据本发明的一些实施例，垃圾收集组件还包括第三驱动器170，第二导引板160与第一导引板180转动连接，第三驱动器170安装于船体140，第三驱动器170的输出端与第二导引板160连接，第三驱动器170用于驱使第二导引板160转动。
44.具体的，第三驱动器170为电动摆杆或者电动伸缩杆。通过第二导引板160的转动，将垃圾向传送带150推动，有利于传送带150对垃圾进行传送，避免垃圾推挤在船头处，并且当垃圾较多发生堵塞时，第二导引板160的扰动有利于打散垃圾，保证垃圾收集的连续性。
45.参照图1和图2，根据本发明的一些实施例，船体140设置有过流孔145。
46.具体的，母船在移动时，需要克服水体对船体140的阻力，通过设置过流孔145，水体可以沿过流孔145流过，船体140不需要整个船面承受水体的阻力，减小了母船运动时产生的阻力。进一步的，第一导引板180和第二导引板160上也可以设置有过流孔145，进一步减小母船运动时产生的阻力。
47.参照图1，根据本发明的一些实施例，数控装置还包括信号组件，信号组件包括天线110，天线110与控制器电连接，天线110固定于船体140。
48.具体的，天线110包括gps天线110、无线电天线110、4g天线110中的一种或几种，天线110固定于船体140的顶部，以获得良好的信号传输效果。通过设置gps天线110，以接收gps信号，为母船提供定位功能，方便进行母船的全局路线规划和获取实时位置。无线电天线110和4g天线110用于母船与岸基进行信号交流，方便操作人员在岸上对母船、无人机200和水下机器人300进行远程操作，实现人机分离。
49.参照图1，根据本发明的一些实施例，母船还包括第二摄像头120，第二摄像头120固定于船体140。
50.具体的，第二摄像头120固定于船体140的顶部，第二摄像头120为操作人员提供船体140周围的视野，方便操作人员对母船进行操控，相比于人眼观察更加方便，视线更加广阔，有利于母船的避障行驶。当母船设置有避障雷达时，第二摄像头120和避障雷达配合，可以进一步提高避障精度。
51.参照图2，根据本发明的一些实施例，水域环保系统100还包括连接线缆211，连接线缆211的一端与控制仓350电连接，连接线缆211的另一端与控制器电连接。
52.具体的，连接线缆211为通讯线缆或者通讯线缆和供电线缆复合的线缆。由于海水有阻断电磁波传导的特性，使用无线通讯的效果不佳，当水下机器人300在水深较大的海域进行环卫工作时，容易发生信号间断或者信号中断的现象，通过使用连接线缆211连接船体140和水下机器人300，可以保证信号交流的连续性和稳定性，并且，当连接线缆211中复合了供电线缆时，可以有效提高水下机器人300的续航，水下机器人300不需要负载过重的电池，可以舍弃或者装载小号电池进行备用即可，减小了水下机器人300的重量。
53.参照图2，根据本发明的一些实施例，水域环保系统100还包括电动绞车210，电动绞车210包括绞盘212和第四驱动器，所述第四驱动器与所述控制器电连接，第四驱动器用于驱使绞盘212旋转，连接线缆211安装于绞盘212。
54.需要说明的是，第四驱动器在图中未示出。
55.具体的，连接线缆211缠绕安装于绞盘212上，绞盘212通过旋转放出或者收回连接线缆211，辅助水下机器人300潜入水底或拉升返回，减小连接线缆211打结卡死的几率。
56.连接线缆211和电动绞车210也可以应用于控制器与无人机200的电连接，在为无人机200供电和提供信息交流媒介的同时，有利于实现无人机200的定高飞行，通过连接线缆211的长度控制无人机200的飞行高度。
57.参照图2，根据本发明的一些实施例，水下机器人300还包括机械手320，机械手320安装于机器人主体340，机械手320用于拾取垃圾并放入回收框310。通过设置机械手320，辅助水下机器人300对垃圾进行拾取并装入回收框310内，使水下机器人300具备精准拾取垃圾的功能，以应对贴附于岩壁上的或者沉于水底的难以回收的垃圾。
58.参照图1，根据本发明的一些实施例，水域环保系统100还包括太阳能电池板130，太阳能电池板130固定于船体140的外表面，太阳能电池板130与控制器电连接。通过设置太阳能电池板130，收集太阳能转变为电能，提高水域环保系统100的续航能力，使用清洁能源，减少环境污染。
59.上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。