[发明专利]具有水质检测功能的小型水域垃圾清理机器人

说明书

本发明涉及一种具有水质检测功能的小型水域垃圾清理机器人，包括主体结构、运行机构、传感器模块、控制模块、供电模块和远程控制系统；所述主体结构包括机器人机身和设置在机器人机身上部的垃圾收集箱；传感器模块包括设置在机器人机身下部的水质检测传感器；所述供电模块包括设置在机器人机身下部的蓄电池和转换电路；所述远程控制系统包括上位PC机，上位PC机接受机器人远程传来的视频数据，通过作业人员对视频数据的处理和分析，利用上位PC机对机器人发出指令，控制机器人的作业，从而实现远程遥控。本发明通过上位机识别垃圾，通过路径规划算法确定机器人前进路线，节省了人力资源，简化了垃圾回收过程，绿色环保。

技术领域

本发明涉及垃圾清理机器人，更具体地说，涉及一种具有水质检测功能的小型水域垃圾清理机器人。

背景技术

中国环境污染问题日趋严峻。环境污染中一个非常重要的部分便是水体污染，在水域环境中，常常可以观测到大量的漂浮于水面的各种垃圾废弃物，严重的影响了水质以及观感。水体污染中一个非常重要的组成部分便是塑料污染。这些处置不当的塑料垃圾进入海洋、河流和湖泊，易引发视觉污染、生物缠绕、渔业减产、物种多样性遭受挑战等问题，严重影响着海洋、河流和湖泊生态系统健康以及水域经济的可持续发展。

对于城市、公园和景点的小型水域中漂浮在水面上的垃圾并未得到较好的解决，现阶段主要依赖于人工打捞，其具有人力资源消耗较大、效率较低、极端天气状况无法作业等缺点。另外，垃圾导致的水质恶化并非一日之功，也不能仅仅依靠工作人员的肉眼去判断其进程。故而小型水域的水质监测是必要的，对于水质监测，人工采样最为常用，但离岸较远的水质监测难度上升，耗费时间长。故而对小型水域漂浮垃圾的收集、清理、以及水质监测等问题，亟需一种低成本而又安全可靠的解决方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种结构合理的、高智能、操作简单、安全可靠的具有水质监测功能的小型水域垃圾清理机器人。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种具有水质检测功能的小型水域垃圾清理机器人，包括主体结构、运行机构、传感器模块、控制模块、供电模块和远程控制系统；

所述主体结构包括机器人机身和设置在机器人机身上部的垃圾收集箱，所述垃圾收集箱侧面设置有前挡板，所述前挡板通过齿轮齿条升降机构控制自身的上升和下降；

所述运行机构包括设置在机器人机身左右两侧的浮筒，还包括设置在机器人机身下部的螺旋桨，所述螺旋桨与电机电连接；

所述传感器模块包括设置在机器人机身下部的水质检测传感器，还包括设置在浮筒前端的摄像头；

所述控制模块包括底层驱动板和驱动控制板，所述底层驱动板具有ROS系统的控制板树莓派，驱动控制板通过控制电机速度进而控制推力的大小和方向，所述传感器模块将采集到的信号转换为数字信号，再将其传递给底层驱动板；

所述供电模块包括设置在机器人机身下部的蓄电池和转换电路，还包括设置在浮筒表面的太阳能电池板，转换电路实现对蓄电池和太阳能电池板的控制转换；

所述远程控制系统包括上位PC机，上位PC机接受机器人远程传来的视频数据，通过作业人员对视频数据的处理和分析，利用上位PC机对机器人发出指令，控制机器人的作业，从而实现远程遥控。

按上述方案，所述机器人机身和垃圾收集箱通过卡扣连接，所述卡扣由开关控制，所述垃圾收集箱和所述前挡板通过齿轮齿条升降机构连接。

按上述方案，所述齿轮齿条升降机构包括爬升齿轮和齿条，通过爬升齿轮和齿条的啮合，实现齿轮齿条升降机构的上升和下降。

按上述方案，所述螺旋桨设有两个，两个螺旋桨通过螺杆连接，两个螺旋桨分别设置在机器人机身下部的左右两侧，所述螺旋桨与电机电连接。