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专利号: 2020107307139
申请人: 浙江工业大学之江学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种水上垃圾收集机器人,其特征在于,包括船体(1)以及设置在船体(1)上的垃圾打捞模块(2)、垃圾压缩模块(3)、垃圾储存装置(4)和船体推进装置(5),所述的船体推进装置(5)用来控制船体(1)的正常航行与转向,所述的垃圾打捞模块(2)用于将垃圾打捞上来并投放到垃圾压缩模块(3)上,所述的垃圾压缩模块(3)用于压缩垃圾并把垃圾推入垃圾储存装置(4)。

2.根据权利要求1所述的一种水上垃圾收集机器人,所述的船体(1)由两个对称的小型船体(13)连接组成,两个所述的小型船体(13)靠内侧均设置有支撑挡板(14),所述的支撑挡板(14)用于固定输送装置(8)与垃圾压缩模块(3)。

3.根据权利要求1所述的一种水上垃圾收集机器人,所述的垃圾打捞模块(2)包括第一驱动装置(6)、传动装置(7)和输送装置(8),所述的第一驱动装置(6)通过传动装置(7)带动输送装置(8)进行运转,所述的输送装置(8)用来打捞垃圾并把打捞上来的垃圾输入到垃圾压缩模块(3)中,所述的输送装置(8)包括滚子链(9)和设置在滚子链(9)上的带板(10),所述的滚子链(9)通过传动装置(7)驱动,所述的带板(10)上设置有筛孔(11)以及组隔板(27)。

4.根据权利要求2所述的一种水上垃圾收集机器人,所述的垃圾压缩模块(3)包括第二驱动装置(15)、丝杆(16)、挤压板(17)、挤压仓(19)和挡板(18),所述的第二驱动装置(15)与丝杆(16)连接并用于带动丝杆(16)进行旋转,所述的挤压板(17)通过滚珠丝杆(28)设置在丝杆(16)上且可在丝杆(16)上做往返直线运动,所述的挤压板(17)用于压缩挤压仓(19)中的垃圾并将垃圾中的水从挡板(18)上滤出,所述的挡板(18)上设置有滤水孔(20)。

5.根据权利要求4所述的一种水上垃圾收集机器人,所述的挤压仓(19)底部设置有固定板(26)和弹力板(21),所述的弹力板(21)靠近挡板(18)且弹力板(21)通过弹力装置支撑,所述的垃圾储存装置(4)通过支撑板(22)固定在垃圾压缩模块(3)的下方,所述的垃圾储存装置(4)能向上抬升后抽离。

6.根据权利要求5所述的一种水上垃圾收集机器人,每个所述的支撑挡板(14)上均设置有第一条形限位孔(29)和第二条形限位孔(30),所述的第一条形限位孔(29)用于供挡板(18)插入,所述的第二条形限位孔(30)用于搭接挤压板(17)并且挤压板(17)可以沿着第二条形限位孔(30)的长度方向往复运动,所述的第一条形限位孔(29)的长度方向与第二条形限位孔(30)的长度方向相互垂直。

7.根据权利要求1所述的一种水上垃圾收集机器人,所述的船体(1)上设置有水箱(24)、水泵(12)和太阳能蓄电池(25),所述的船体(1)中间底部设置有连接柱(23)。

8.一种水上垃圾收集机器人路径规划方法,其特征在于,包括上述的一种水上垃圾收集机器人,所述的船体上还设置有定位探头(31)与探测器(32),所述的定位探头(31)用于记录船体的实时位置与运行轨迹,所述的探测器(32)用于探测船体周部的障碍物,所述的探测器(32)设置在所述的船体的四周;所述的船体上还设置有中央处理器(33),所述的中央处理器(33)用于接收并处理所述的定位探头(31)与所述的探测器(32)传输的信息并控制所述的船体运动,还包括以下步骤:S1:确定第一运动路径(34):机器人沿岸边或预设边界向前运动并与岸边或预设边界保持间隔距离(36),机器人对运动路径上的垃圾进行清理,同时定位探头(31)记录机器人的运动路径,机器人运动一圈回到起点后,定位探头(31)记录、整理路径并传输给中央处理器(33),中央处理器(33)处理后将此路径设置为第一运动路径(34);

S2:确定第二运动路径(35):中央处理器(33)分析第一路径,生成第二初步运动路径,所述的第二初步运动路径为等比缩小的第一运动路径(34),且第二初步运动路径与第一路径之间的间距等于机器人的清洁宽度,优化第二初步运动路径,使第二初步运动路径优化成由光滑曲线组成的第二运动路径(35),驱动机器人沿第二运动路径(35)行进并清洁水面;

S3:确定后续运动路径:根据第二运动路径(35)生成后续运动路径,后续运动路径为多圈等比缩小的第二运动路径(35),所述的后续运动路径与第二运动路径(35)之间间距等于一个或多个机器人的清洁宽度,驱动机器人沿后续运动路径行进并清洁水面;

S4:水面清洁完毕并回收机器人。

9.根据权利要求8所述的一种水上垃圾收集机器人路径规划方法,其特征在于,还包括以下步骤:

S5:规避障碍物:当探测器(32)探测到固定障碍物时,探测器(32)将探测信号传输给中央处理器(33),中央处理器(33)控制机器人绕障碍物运动一周并清洁障碍物周围的垃圾,并记录机器人绕行障碍物的运行路径;

S6:调整后续运动路径:根据机器人绕行障碍物的运行路径获取与障碍物干涉的后续运动路径,调整与障碍物干涉的后续运动路径,使机器人绕行障碍物。

10.根据权利要求8所述的一种水上垃圾收集机器人路径规划方法,所述的中央处理器(33)能够预先设定所述的间隔距离(36),所述的探测器(32)用于探测与岸边的距离并传输给所述的中央处理器(33),所述的中央处理器(33)处理所述的探测器(32)传输的信号,所述的中央处理器(33)控制所述的机器人始终与岸边或预设边界保持所述的预先设定的间隔距离(36)。