[发明专利]基于全固态激光雷达的无人水面垃圾清理船及工作方法

权利要求书

1.一种基于全固态激光雷达的无人水面垃圾清理船，其特征在于，包括：

船体，所述船体搭载有驱动其移动的动力装置；

清理装置，安装在所述船体上，用于垃圾清理；

垃圾分类存储区，设置在所述船体上，用于集中放置垃圾；

传动装置，用于将所述清理装置清理出的垃圾传送至所述垃圾分类存储区中；

探测设备，安装在所述船体前端，包括全固态激光雷达，所述全固态激光雷达用于采集船体周围的环境数据，并检测水面周围目标；

控制中心用于根据所述全固态激光雷达采集到的信息，处理所述动力装置、所述清理装置和所述传动装置的执行动作，将水面上的垃圾清理到所述垃圾分类存储区中。

2.根据权利要求1所述的基于全固态激光雷达的无人水面垃圾清理船，其特征在于，所述清理装置包括：

传输电机，安装在所述船体内部一侧；

转动轴，安装在所述船体前端，所述转动轴上安装有多个扇叶；

组合传动装置，一端与所述传输电机连接，另一端与所述转动轴连接，用于带动所述转动轴转动。

3.根据权利要求2所述的基于全固态激光雷达的无人水面垃圾清理船，其特征在于，所述组合传动装置包括轮轴，所述轮轴两侧的轮盘分别连接有第一条链和第二条链的一端，所述第一条链的另一端与所述传输电机连接，所述第二条链的另一端与所述转动轴的轮盘相连。

4.根据权利要求2所述的基于全固态激光雷达的无人水面垃圾清理船，其特征在于，所述清理装置还包括第一级过滤层，所述第一级过滤层为所述扇叶上均匀开设的条形通孔。

5.根据权利要求2所述的基于全固态激光雷达的无人水面垃圾清理船，其特征在于，所述船体前侧安装有支架，所述转动轴设置为两组，分别安装在所述支架的两侧。

6.根据权利要求2所述的基于全固态激光雷达的无人水面垃圾清理船，其特征在于，所述传动装置包括垃圾传送带和齿轮轴，所述垃圾传送带上设有滤水带和阻挡块，所述齿轮轴包括两个第二轮轴，两个所述第二轮轴分别设置于所述垃圾传送带两端，其中一个所述第二轮轴与所述传输电机连接。

7.根据权利要求1所述的基于全固态激光雷达的无人水面垃圾清理船，其特征在于，所述全固态激光雷达包括相位可调的激光发射器、3D成像传感器和旋转台，所述激光发射器和所述3D成像传感器安装在所述旋转台上，所述激光发射器用于发出激光，所述3D成像传感器用于捕捉反射的激光，得到船体周围的环境数据信息和水面周围目标信息。

8.根据权利要求1所述的基于全固态激光雷达的无人水面垃圾清理船，其特征在于，所述垃圾分类存储区中设置有滤板，所述滤板侧面安装有活动的第一推动块，所述滤板底部安装有第二级过滤层，所述第二级过滤层侧面安装有活动的第二推动块，所述滤板两侧还连接有垃圾回收运输带，两侧的所述垃圾回收带另一端分别连接有第一垃圾处理口和第二垃圾处理口，所述第二季过滤层侧面还连接有垃圾回收通道；

所述垃圾分类存储区处还安装有摄像头，所述控制中心用于接收所述摄像头的检测信息，若判断垃圾达到设定量，则停止所述清理装置工作，并控制所述动力装置将垃圾清理船驱动到指定位置。

9.根据权利要求1所述的基于全固态激光雷达的无人水面垃圾清理船，其特征在于，所述垃圾清理船还包括能源装置，所述能源装置用于提供能源，所述能源装置包括太阳能电池收集板，所述太阳能电池收集板包括太阳能电池片阵列组合和接线盒，所述接线盒两侧设有警示灯，所述警示灯用于对船体的充电、启动、停止、变向状态进行监控显示。

10.一种基于全固态激光雷达的无人水面垃圾清理船工作方法，其特征在于，基于如权利要求1-9中任意一项所述的基于全固态激光雷达的无人水面垃圾清理船，所述工作方法包括：

启动垃圾清理船，探测设备中的全固态激光雷达采集周围的环境数据，同时检测水面周围目标，将信息传送给控制中心；

控制中心根据雷达信息，利用云计算ISAR算法建立实时的图像信息，根据同时定位与地图构建方案建立湖面地图，确定地图中的障碍物、垃圾和水流流速；

根据控制中心反馈的图像信息和地图信息，通过计算机给垃圾清理船规划清理任务，包括路径设置、垃圾选取、边界条件和清理速度，所述路径设置，用于规划垃圾清理船的行驶轨迹和速度；所述垃圾选取，用于清理指定目标物；所述边界条件，用于限制垃圾清理船的活动范围；所述清理速度，用于控制清理装置的工作频率；

当垃圾分类存储区回收至设定量时，控制中心停止清理工作，下达返回指令，使垃圾清理船返回至指定位置；

垃圾清理船抵达指定位置后，控制中心下达垃圾分类存储区的清理指令，将堆积的垃圾置放到垃圾清理船外；

垃圾全部清理完成后，控制垃圾清理船重新返回水面继续完成规划任务，直至规划任务完成，返回指定停放处。