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1、10申请公布号CN103935476A43申请公布日20140723CN103935476A21申请号201410144574622申请日20140411B63B35/32200601B63B49/00200601E02B15/1020060171申请人珠海云洲智能科技有限公司地址519000广东省珠海市唐家湾镇软件园路1号教学区D2栋214室72发明人成亮邹雪松程荣梅乔军詹美标轩辕哲74专利代理机构广州市红荔专利代理有限公司44214代理人王贤义54发明名称自主导航水面清洁机器人57摘要本发明旨在提供一种能够实现自动导航到达设置地点、自动化作业、清洁效率高、成本低且能有效清理水面任意区域的垃。
2、圾的自主导航水面清洁机器人。本发明包括船体，在所述船体上设置有控制装置和驱动装置，所述控制装置包括视频采集装置、导航装置、中央处理单元和通讯模块，所述驱动装置、所述视频采集装置、所述导航装置和所述通讯模块均与所述中央处理单元连接，在所述船体上还设置有置于所述船体下部的垃圾收集框架，所述垃圾收集框架的收集口位于所述船体的前进方向上，设置于地面的基站通过无线方式与所述中央处理单元进行通讯，操作人员通过所述基站控制所述船体运行收集水面上的垃圾。本发明可应用于水面清洁设备领域。51INTCL权利要求书1页说明书4页附图3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图3页。
3、10申请公布号CN103935476ACN103935476A1/1页21一种自主导航水面清洁机器人，包括船体（1），在所述船体（1）上设置有控制装置和驱动装置，其特征在于所述控制装置包括视频采集装置、导航装置、中央处理单元和通讯模块，所述驱动装置、所述视频采集装置、所述导航装置和所述通讯模块均与所述中央处理单元连接，在所述船体（1）上还设置有垃圾采集装置，所述垃圾采集装置包括设置于所述船体（1）下部的垃圾收集框架（2），所述垃圾收集框架（2）的收集口（3）位于所述船体（1）的前进方向上，设置于地面的基站通过无线方式与所述中央处理单元进行通讯，所述中央处理单元将所述视频采集装置采集到的视频信息。
4、发送至基站，操作人员通过所述基站向所述中央处理单元发送控制信号，所述中央处理单元控制所述驱动装置驱动所述船体（1）可根据预先设定的路线进行自主导航并完成水面清洁任务。2根据权利要求1所述的自主导航水面清洁机器人，其特征在于所述视频采集装置采集视频并通过所述中央处理单元对视频图像进行处理，自动识别水面垃圾并控制所述驱动装置驶向目标垃圾完成自动收集。3根据权利要求1所述的自主导航水面清洁机器人，其特征在于所述垃圾采集装置还包括两把清洁扫把（4），两把所述清洁扫把（4）分别设置于所述收集口（3）的两侧并向所述船体（1）的外侧设置，所述清洁扫把（4）的设置方向与所述船体（1）的前进方向之间的夹角为锐角。
5、。4根据权利要求1所述的自主导航水面清洁机器人，其特征在于所述垃圾采集装置还包括清洁喷嘴（5），在所述船体（1）上设置有水泵（6），所述水泵（6）的出水口通过管道与所述清洁喷嘴（5）连接，所述水泵（6）与所述中央处理单元电连接。5根据权利要求1所述的自主导航水面清洁机器人，其特征在于所述垃圾采集装置还包括收放门（7），所述收放门（7）与所述收集口（3）相配合，所述收放门（7）由舵机驱动运动，所述舵机与所述中央处理单元电连接。6根据权利要求1所述的自主导航水面清洁机器人，其特征在于所述驱动装置包括分别设置于所述船体（1）底部两侧的推进器（8），两个所述推进器（8）与所述中央处理单元连接，所述中央。
6、处理单元与所述推进器（8）连接并实现差分控制。7根据权利要求2所述的自主导航水面清洁机器人，其特征在于所述视频采集装置包括设置于所述船体（1）上的云台（9）和设置在所述云台（9）上的摄像头（10），所述摄像头（10）与所述中央处理单元连接。8根据权利要求1所述的自主导航水面清洁机器人，其特征在于所述导航装置包括GPS卫星定位传感器、电子罗盘和惯性测量模块，所述GPS卫星定位传感器、所述电子罗盘和所述惯性测量模块均与所述中央处理模块电连接。9根据权利要求1至8任一项所述的自主导航水面清洁机器人，其特征在于在所述船体（1）上还设置有避障装置，所述避障装置包括超声波、雷达和/或激光测距传感器，所述避。
7、障装置与所述中央处理单元连接。10根据权利要求1至8任一项所述的自主导航水面清洁机器人，其特征在于在所述船体（1）的船舷边还设置有防撞轮（11）。权利要求书CN103935476A1/4页3自主导航水面清洁机器人技术领域0001本发明涉及一种清洁船，尤其涉及一种自主导航水面清洁机器人。背景技术0002景区内的人工湖泊或者是水坝等水面区域需要定时进行水面垃圾清理，以免垃圾的堆积进而造成水体污染。目前，大多数时候都是采用人工打捞。但这既加大了工作人员的劳动强度，又使得工作人员处于危险之中。清洁人员跌落水体的事件也时有见诸报端。另外，也有相关企业设计出水面清洁船，如公开号为203005707U的实用。
8、新型专利公开了一种水面清洁船，该清洁船包括通过连接桥相连的左船和右船，左船和右船之间连接有拖网，利用该拖网进行水面垃圾收集，进而达到水面垃圾清理的目的。又如公开号为103466049A的发明专利申请公开了一种水上清洁船，该清洁船包含有船身，船身尾部设有推动装置，船身端部设置有清洁舱门，清洁舱门与船身之间采用旋转连接，船身内部设有无线控制装置、清洁电机与清障电机，船身内部设有离心式风机，其与清洁电机相连接，离心式风机风口设有过滤网，船身内部设有多个储物仓，储物仓与清洁舱门相互通透，船身顶端设有红外摄像头与太阳能电源装置，船身前端设有机械手，清洁电机、清洁电机、机械手与无线控制装置之间电性连接。由。
9、上述两个方案可知，现有的水面清洁船大多体积较大，制作成本大，且灵活度不够，浅水区域特别是水面边缘的位置船只难以达到，而由于水流和水波推动的原因，水面边缘往往会聚集大量的垃圾。0003鉴于此，需要设计一种清洁效率高、安全性好、灵活性好，能清洁水面边缘的垃圾且能实现远程控制的水面垃圾清洁船。发明内容0004本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能够实现自动导航到达设置地点、自动化作业、清洁效率高、成本低且能有效清理水面任意区域的垃圾的自主导航水面清洁机器人。0005本发明所采用的技术方案是本发明包括船体，在所述船体上设置有控制装置和驱动装置，所述控制装置包括视频采集装置、导航装置、。
10、中央处理单元和通讯模块，所述驱动装置、所述视频采集装置、所述导航装置和所述通讯模块均与所述中央处理单元连接，在所述船体上还设置有垃圾采集装置，所述垃圾采集装置包括设置于所述船体下部的垃圾收集框架，所述垃圾收集框架的收集口位于所述船体的前进方向上，设置于地面的基站通过无线方式与所述中央处理单元进行通讯，所述中央处理单元将所述视频采集装置采集到的视频信息发送至基站，操作人员通过所述基站向所述中央处理单元发送控制信号，所述中央处理单元控制所述驱动装置驱动所述船体可根据预先设定的路线进行自主导航并完成水面清洁任务。0006进一步地，所述视频采集装置采集视频并通过所述中央处理单元对视频图像进行处理，自动。
11、识别水面垃圾并控制所述驱动装置驶向目标垃圾完成自动收集。说明书CN103935476A2/4页40007进一步地，所述垃圾采集装置还包括两把清洁扫把，两把所述清洁扫把分别设置于所述收集口的两侧并向所述船体的外侧设置，所述清洁扫把的设置方向与所述船体的前进方向之间的夹角为锐角。0008进一步地，所述垃圾采集装置还包括清洁喷嘴，在所述船体上设置有水泵，所述水泵的出水口通过管道与所述清洁喷嘴连接，所述水泵与所述中央处理单元电连接。0009进一步地，所述垃圾采集装置还包括收放门，所述收放门与所述收集口相配合，所述收放门由舵机驱动运动，所述舵机与所述中央处理单元电连接。0010进一步地，所述驱动装置包括。
12、分别设置于所述船体底部两侧的推进器，两个所述与所述中央处理单元连接，所述中央处理单元与所述推进器连接并实现差分控制。0011进一步地，所述视频采集装置包括设置于所述船体上的云台和设置在所述云台上的摄像头，所述摄像头与所述中央处理单元连接。0012进一步地，所述导航装置包括GPS卫星定位传感器、电子罗盘和惯性测量模块，所述GPS卫星定位传感器、所述电子罗盘和所述惯性测量模块均与所述中央处理模块电连接。0013进一步地，在所述船体上还设置有避障装置，所述避障装置包括超声波、雷达和/或激光测距传感器，所述避障装置与所述中央处理单元连接。0014进一步地，在所述船体的船舷边还设置有防撞轮。0015本发。
13、明的有益效果是在本发明中，通过在小型船体上设置控制装置、驱动装置和垃圾采集装置，其中的控制装置包括视频采集装置、导航装置、中央处理单元和通讯模块，利用所述视频采集装置获取水面现场的情况，通过地面基站与船体上的中央处理单元进行无线通讯，视频采集装置获取到的图像信息发送至地面基站，地面基站向中央处理单元发出控制信号，中央处理单元驱动导航装置和驱动装置发生动作并使船体向存在有垃圾的水域运动，船体上的垃圾采集装置有效采集水面上的垃圾，所述视频采集装置采集视频并通过所述中央处理单元对视频图像进行处理，自动识别水面垃圾并控制所述驱动装置驶向目标垃圾完成自动收集，从而实现自动采集；本发明采用远程控制，无需工。
14、作人员达到水域进行作业，大大地降低了工作人员的劳动强度，保证了工作人员的人身安全，也减少了人员的投入，减低了人工成本；此外，通过中央处理单元对双推进器实现差分控制，且利用该小型船体可控制船体达到精准水域位置，实现对任意水域上的垃圾进行清洁。0016此外，在所述垃圾收集框架的收集口两侧设置清洁扫把，并使所述清洁扫把向所述船体的外侧设置，所述清洁扫把的设置方向与所述船体的前进方向之间的夹角为锐角，所以，清洁扫把的设置能够扩大垃圾收集面积并提高靠近岸边的垃圾收集效率；而利用水泵将水面下的水抽起并通过所述清洁喷嘴对水面上的垃圾进行喷射，能够将水面死角位置的垃圾引导至易于清理的位置；再者，收放门可以通过。
15、远程遥控控制其开关，也可在船体向后倒退时自动关闭，前进时自动打开，保证船体前进进行垃圾收集，后退时收集好的垃圾被保留在垃圾收集框架内，避免二次污染；最后避障装置和防撞轮的设置，能够有效避免船体在运行过程中发生触礁或遭受到外力撞击的情况，使船体得到保护。附图说明0017图1是本发明的第一视角结构示意图；说明书CN103935476A3/4页5图2是本发明的第二视角结构示意图；图3是本发明的第三视角结构示意图。具体实施方式0018如图1至3所示，在本实施例中，本发明包括船体1，在所述船体1上设置有控制装置和驱动装置。所述控制装置包括视频采集装置、导航装置、中央处理单元和通讯模块，所述驱动装置、所述。
16、视频采集装置、所述导航装置和所述通讯模块均与所述中央处理单元连接，在所述船体1上还设置有垃圾采集装置，所述垃圾采集装置包括设置于所述船体1下部的垃圾收集框架2，所述垃圾收集框架2的收集口3位于所述船体1的前进方向上，设置于地面的基站通过无线方式与所述中央处理单元进行通讯，所述中央处理单元将所述视频采集装置采集到的视频信息发送至基站，操作人员通过所述基站向所述中央处理单元发送控制信号，所述中央处理单元控制所述驱动装置驱动所述船体1可根据预先设定的路线进行自主导航并完成水面清洁任务。在本实施例中，所述通讯模块包含了设置于船体上的天线13。通过所述天线13，实现与基站的视频或数据传输。0019进一步。
17、地，所述垃圾采集装置还包括两把清洁扫把4，两把所述清洁扫把4分别设置于所述收集口3的两侧并向所述船体1的外侧设置，所述清洁扫把4的设置方向与所述船体1的前进方向之间的夹角为锐角。所述垃圾采集装置还包括清洁喷嘴5，在所述船体1上设置有水泵6，所述水泵6的出水口通过管道12与所述清洁喷嘴5连接，所述水泵6与所述中央处理单元电连接。所述垃圾采集装置还包括收放门7，所述收放门7与所述收集口3相配合，所述收放门7由舵机驱动运动，所述舵机与所述中央处理单元电连接。所述垃圾收集框架2为设置在船体1底部的金属框架用于收集盛放垃圾。清洁扫把4安装在船体1前部，其功能为扩大垃圾收集面积并提高靠近岸边的垃圾收集效率。
18、。收放门7可以通过远程遥控控制其开关，也会在船体1向后倒退的时候自动关闭，前进时自动打开。清洁喷嘴5通过向前方水面喷出由水泵6抽上来的水将水面死角位置的垃圾引导至易于清理的位置。0020所述驱动装置包括分别设置于所述船体1底部两侧的推进器8，两个所述推进器8与所述中央处理单元连接，所述中央处理单元与所述推进器8连接并实现差分控制。0021所述视频采集装置采集视频并通过所述中央处理单元对视频图像进行处理，自动识别水面垃圾并控制所述驱动装置驶向目标垃圾完成自动收集。所述视频采集装置包括设置于所述船体1上的云台9和设置在所述云台9上的摄像头10，所述摄像头10与所述中央处理单元连接。所述摄像头10获。
19、取到的视频图像通过无线传输至地面基站并通过控制软件显示，操作人员可以根据实时图像在基站对机器人进行操纵。所述云台9可以360度水平旋转并调整俯仰视角从而多角度观察机器人的周围情况。所述基站接收水面机器人传回的视频信息及船体位置姿态等状态信息并实时显示，操作人员可以通过地面基站同时监视一台或多台水面机器人的工作状态并在需要时对其进行人工操控。0022所述导航装置包括GPS卫星定位传感器、电子罗盘和惯性测量模块，所述GPS卫星定位传感器、所述电子罗盘和所述惯性测量模块均与所述中央处理模块电连接。0023具体地，所述基站为手持式控制器和/或设置于室内的控制台。在所述船体1上还设置有避障装置，所述避障。
20、装置包括超声波、雷达和/或激光测距传感器，所述避障装置与所述中央处理单元连接。在所述船体1的船舷边还设置有防撞轮11。在本实施例中，在说明书CN103935476A4/4页6两边船舷上分别设置有四个所述防撞轮11。0024本发明可以全自动地根据设定路线对水面垃圾进行清理，从而节省大量人力和船只运行成本，并且安全高效美观，为水面清洁提供一种新的自动化、远程化、智能化的解决方案。0025本发明可应用于水面清洁设备领域。0026需要注意的是，上述仅以优选实施例对本发明进行了说明，并不能就此局限本发明的权利范围，因此在不脱离本发明思想的情况下，凡运用本发明说明书和附图部分的内容所进行的等效变化，均理同包含在本发明的权利要求范围内。说明书CN103935476A1/3页7图1说明书附图CN103935476A2/3页8图2说明书附图CN103935476A3/3页9图3说明书附图CN103935476A。