申请/专利权人：自然资源部第一海洋研究所

申请日：2024-02-23

公开（公告）日：2024-06-25

公开（公告）号：CN117779716B

主分类号：E02B15/10

分类号：E02B15/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.25#授权;2024.04.16#实质审查的生效;2024.03.29#公开

摘要：本发明涉及海洋垃圾处理技术领域，且公开了一种基于水下机器人的海洋生态修复用海洋垃圾收集装置，包括水下机器人，所述水下机器人上设有海洋垃圾收集机构，所述海洋垃圾收集机构包括所述水下机器人上部固定安装的盖板，所述盖板底壁上加工有输送滑槽，可以实现对海洋垃圾进行收集，并且可以基于水下机器人运动到海底的位置，对海底位置的垃圾进行收集，而且可以实现对海底埋于垃圾进行铲起进行收集，并且能够实现在收集时对垃圾进行围挡，防止由于水流的冲击造成垃圾的运动，使得收集失败，而且可以实现对海面的垃圾进行收集处理；可以实现对海底不同的位置的一些垃圾进行夹取，并且可以实现对垃圾位置的监测，便于对垃圾进行收集。

主权项：1.一种基于水下机器人的海洋生态修复用海洋垃圾收集装置的使用方法，其特征在于：包括水下机器人1，所述水下机器人1上设有海洋垃圾收集机构，所述海洋垃圾收集机构包括所述水下机器人1上部固定安装的盖板2，所述盖板2底壁上加工有输送滑槽54，所述输送滑槽54端壁间转动连接有输送丝杆55，所述输送丝杆55外表面螺纹连接有输送螺母块56，所述输送螺母块56滑动安装在所述输送滑槽54端壁间，所述输送螺母块56底壁上对称固定安装有固定板4，所述固定板4之间转动连接有电动转轴5，所述电动转轴5的外表面固定安装有第一封挡电动推杆6，所述第一封挡电动推杆6的下侧末端固定安装有横板7，所述横板7底壁上均匀固定安装有第一封挡杆8，所述第一封挡杆8沿所述横板7的轴线方向布置，所述水下机器人1端壁上设有铲起滑槽57，所述铲起滑槽57端壁间转动连接有螺杆87，所述螺杆87的外表面螺纹连接有螺母块58，所述螺母块58外表面固定安装有铲起升降架15，所述铲起升降架15上转动连接有丝杆59，所述丝杆59外表面螺纹连接有铲起螺母块36，所述铲起螺母块36滑动安装在所述铲起升降架15上，所述铲起螺母块36端壁上对称固定安装有铲起固定块37，所述铲起固定块37之间转动连接有铲起电动转轴38，所述铲起电动转轴38外表面固定安装有铲起转动块39，所述铲起转动块39末端固定安装有铲起杆安装板40，所述铲起杆安装板40端壁上固定安装有铲起杆13，所述铲起杆13远离所述铲起杆安装板40一侧末端加工成锥形，所述铲起杆安装板40远离所述铲起杆13一侧端壁上对称固定安装有挡板网架14，所述盖板2下部的所述水下机器人1上部加工有输送通道；所述盖板2下部设有封挡机构，所述封挡机构包括所述盖板2底壁上对称固定安装的第二封挡电动推杆30，所述第二封挡电动推杆30下侧末端固定安装有安装板31，所述安装板31底壁上均匀固定安装有第二封挡杆33，所述第二封挡杆33沿所述安装板31的轴线方向布置；所述水下机器人1上设有升降机构，所述升降机构包括所述水下机器人1下部设有的升降腔62，所述升降腔62端壁上设有升降滑槽68，所述升降滑槽68端壁间转动连接有升降丝杆60，所述升降丝杆60与升降电机动力连接，所述升降电机固定安装在所述水下机器人1内，所述升降丝杆60的外表面螺纹连接有升降螺纹套61，所述升降螺纹套61滑动安装在所述升降滑槽68端壁间，所述升降螺纹套61下侧末端可拆卸连接有升降块27，所述升降块27之间固定安装有升降板28，所述升降板28底壁上固定安装有抽水泵23，所述抽水泵23上固定连接有抽水管22，所述抽水泵23与抽水转轴21之间固定连接，所述抽水转轴21转动安装在防护架20上，所述防护架20固定安装在所述升降板28底壁上，所述防护架20内固定安装有抽水电机75，所述抽水电机75与所述抽水转轴21动力连接，所述升降板28内固定安装有多个控制阀63，所述控制阀63与所述抽水泵23之间通过布水管连接，所述控制阀63上固定安装有进水管65，所述升降板28上螺纹连接有蓄水罐64，所述进水管65插入到所述蓄水罐64中，所述升降腔62上侧端壁上加工有插入槽66，所述蓄水罐64插入到所述插入槽66中，所述插入槽66端壁上固定安装有夹紧垫67，所述夹紧垫67对所述蓄水罐64夹持；所述盖板2下部设有收集机构，所述收集机构包括所述盖板2下部可拆卸连接的收集网箱24，所述收集网箱24与所述水下机器人1之间贴紧密封，所述收集网箱24端壁间转动连接有限制转轴85，所述限制转轴85末端外表面连接有复位弹簧86，所述复位弹簧86一侧末端与所述收集网箱24端壁连接，所述复位弹簧86的另一侧末端与所述限制转轴85连接，所述限制转轴85的外表面固定连接有多个限制杆72，所述限制杆72沿所述限制转轴85的轴线方向布置；所述盖板2上部设有夹取机构，所述夹取机构包括所述盖板2上部固定连接的升降电动推杆41，所述升降电动推杆41上表面转动连接有转轴52，所述转轴52与转向电机51动力连接，所述转向电机51固定安装在所述升降电动推杆41内，所述转轴52的外表面固定安装有电动伸缩板29，所述电动伸缩板29与所述升降电动推杆41之间转动连接，所述电动伸缩板29与所述升降电动推杆41之间连接有稳定环53，所述电动伸缩板29末端转动连接有夹取转轴74，所述夹取转轴74与夹取电机73动力连接，所述夹取电机73固定安装在所述电动伸缩板29内，所述夹取转轴74的外表面固定安装有夹取转动块9，所述夹取转动块9与所述电动伸缩板29转动连接，所述夹取转动块9下部固定连接有夹取电动推杆10，所述夹取电动推杆10下侧末端固定安装有夹取盘11，所述夹取盘11下表面均匀固定安装有电动夹爪12，所述电动夹爪12沿所述夹取盘11的圆周方向布置；所述水下机器人1上设有悬浮机构，所述悬浮机构包括所述水下机器人1上对称悬浮调节滑槽26，所述悬浮调节滑槽26端壁间转动连接有调节丝杆47，所述调节丝杆47与悬浮电机动力连接，所述悬浮电机固定安装在所述水下机器人1内，所述调节丝杆47与调节螺母架46螺纹连接，所述调节螺母架46滑动安装在所述悬浮调节滑槽26端壁间，所述调节螺母架46端壁间转动连接有悬浮转轴50，所述悬浮转轴50外表面固定安装有悬浮转动块49，所述悬浮转动块49端壁上固定安装有悬浮板25，所述调节螺母架46内设有制动腔77，所述制动腔77内的所述悬浮转轴50的外表面固定安装有制动齿轮78，所述制动腔77端壁上固定安装有制动电动推杆80，所述制动电动推杆80末端固定安装有制动齿79，所述制动齿79与所述制动齿轮78之间啮合，所述悬浮转轴50与调节电机76动力连接，所述调节电机76固定安装在所述调节螺母架46内；所述水下机器人1底壁上设有运动机构，所述运动机构包括所述水下机器人1底壁上固定安装的支撑架19，所述支撑架19远离所述水下机器人1末端固定安装有运动架18，所述运动架18内对称设有运动齿轮腔81，所述运动齿轮腔81端壁间转动连接有运动齿轮轴82，所述运动齿轮轴82与运动电机动力连接，所述运动电机固定安装在所述运动架18内，所述运动齿轮轴82外表面固定安装有运动齿轮83，所述运动齿轮83与运动环形导轨17啮合，所述运动环形导轨17转动连接在所述运动架18的外表面，所述运动环形导轨17的外表面均匀固定安装有运动板16，所述运动板16沿所述运动环形导轨17的环线方向布置；所述盖板2上设有封闭机构，所述封闭机构包括所述盖板2上贯穿加工的进入通道42，所述进入通道42端壁间滑动安装有封闭板43，所述盖板2内加工有封闭齿轮腔69，所述封闭齿轮腔69端壁间转动连接有封闭齿轮轴71，所述封闭齿轮轴71与封闭电机84动力连接，所述封闭电机84固定安装在所述盖板2内，所述封闭齿轮轴71的外表面固定安装有封闭齿轮70，所述封闭齿轮70与所述封闭板43啮合；所述收集网箱（24）上设有推动机构，所述推动机构包括所述收集网箱（24）上固定安装的推动架44，所述推动架44端壁上转动连接有推动转轴48，所述推动转轴48与推动电机动力连接，所述推动电机固定安装在所述推动架44，所述推动转轴48末端固定安装有螺旋桨45；所述盖板2端壁上设有监测机构，所述监测机构包括所述盖板2固定安装的监测摄像头3；工作时：所述监测摄像头（3）监测到垃圾的位置，发送信号给所述控制处理器，所述控制处理器发送信号给相应的部件，使得相应的部件运动，启动所述抽水电机（75），从而带动所述抽水转轴（21）运动，从而带动所述抽水泵（23）运动进行抽水，从而使得水通过所述抽水管（22）进入到所述抽水泵（23）中，经过所述布水管进入到所述控制阀（63）中，开启所述控制阀（63），水经过所述控制阀（63）进入到所述进水管（65）中，经过所述进水管（65）进入到所述蓄水罐（64）中，所述蓄水罐（64）中水增多，使得重量增加，从而使得所述水下机器人（1）下降，上升时，所述抽水电机（75）反向运动，从而带动所述抽水泵（23）反向运动进入排水，从而对所述蓄水罐（64）中的水进行排出，海面上运动对水进行取样时，开启相应的所述控制阀（63）中，使得水进入到相应的所述蓄水罐（64）中，从而实现对不同的位置水进行取样，取样后，对所述水下机器人（1）收回后，启动所述升降电机，从而带动所述升降丝杆（60）转动，从而带动所述升降螺纹套（61）向下运动，从而带动所述升降块（27）向下运动，从而带动所述升降板（28）向下运动，从而使得所述蓄水罐（64）从所述插入槽（66）中脱离，脱离后，拆卸所述升降板（28），拆卸升降板（28）后，对升降板（28）进行翻转，使得升降板（28）位于所述蓄水罐（64）的上侧，对所述蓄水罐（64）进行取下，对所述蓄水罐（64）中的水进行倒出，所述水下机器人（1）运动到海底位置后，启动所述运动电机，从而带动所述运动齿轮轴（82）转动，从而带动所述运动齿轮（83）转动，所述运动齿轮（83）与所述运动环形导轨（17）啮合，从而带动所述运动环形导轨（17）转动，从而带动所述运动板（16）运动，从而实现带动所述水下机器人（1）在海底运动，便于进行垃圾收集，提高收集效率，给所述第一封档电动推杆（6）通电，从而带动所述横板（7）向下运动，从而带动所述第一封挡杆（8）向下运动，从而对垃圾进行拦挡，使得所述螺杆（87）转动，从而带动所述螺母块（58）向下运动，从而带动所述铲起升降架（15）向下运动，当所述铲起升降架（15）运动一定位置后，所述丝杆（59）转动，从而带动所述铲起螺母块（36）向下运动，从而带动所述铲起固定块（37）向下运动，从而带动所述铲起转动块（39）向下运动，从而带动所述铲起杆安装板（40）向下运动，从而带动所述铲起杆（13）向下运动插入到垃圾周围的海底泥沙中，使得所述铲起电动转轴（38）转动，从而带动所述铲起转动块（39）转动，从而带动所述铲起杆安装板（40）转动，从而带动所述铲起杆（13）转动到水平方向，从而使得垃圾位于所述铲起杆（13）上，所述第一封挡杆（8）对所述铲起杆（13）在垃圾铲起时进行围挡，防止垃圾脱离所述铲起杆（13），使得所述第一封挡杆（8）与所述铲起杆（13）同时向上复位，复位后，使得所述输送丝杆（55）转动，从而带动所述输送螺母块（56）运动，从而带动所述固定板（4）运动，从而带动所述电动转轴（5）运动，从而带动所述第一封档电动推杆（6）运动，从而带动所述横板（7）运动，从而带动所述第一封挡杆（8）运动进入到所述输送通道中，从而推动所述铲起杆（13）上侧的垃圾进入到所述输送通道中，所述挡板网架（14）对所述铲起杆安装板（40）与所述水下机器人（1）之间进行封挡，防止推动垃圾的过程中造成垃圾的泄漏，对海面上垃圾收集时，所述电动转轴（5）转动，从而带动所述第一封档电动推杆（6）转动，从而带动所述第一封挡杆（8）转动到水平位置，所述铲起杆（13）处于水平位置，所述水下机器人（1）运动，从而使得垃圾经过所述铲起杆（13）上进入到所述输送通道中，从而实现对海面上垃圾进行收集，给所述第二封挡电动推杆（30）通电向下运动，从而带动所述安装板（31）向下运动，从而使得所述第二封挡杆（33）向下运动，所述第二封挡杆（33）与所述第一封挡杆（8）将垃圾围挡在所述第二封挡杆（33）与所述第一封挡杆（8）中，便于对垃圾进行收集铲起，垃圾经过输送通道进入到所述收集网箱（24）中，与所述限制杆（72）接触，从而带动所述限制转轴（85）转动，从而使得垃圾进入到所述收集网箱（24）中，所述复位弹簧（86）使得所述限制转轴（85）复位，所述限制杆（72）防止所述收集网箱（24）中的垃圾进入到输送通道中，垃圾收集满后，对所述水下机器人（1）回收后对所述收集网箱（24）进行拆下，对所述收集网箱（24）中的垃圾倒出，使得所述电动伸缩板（29）伸长，所述电动伸缩板（29）伸长到相应的位置后，启动所述夹取电机（73），从而带动所述夹取转轴（74）转动，从而带动所述夹取转动块（9）转动，从而带动所述夹取电动推杆（10）转动，从而带动所述夹取盘（11）运动到垃圾上侧位置，使得所述夹取电动推杆（10）向下运动，从而带动所述夹取电动推杆（10）向下运动，从而使得所述电动夹爪（12）向下运动，从而使得垃圾进入到所述电动夹爪（12）之间，所述电动夹爪（12）运动对垃圾进行夹持，夹持后，所述夹取电动推杆（10）复位，所述电动伸缩板（29）复位，所述升降电动推杆（41）运动，从而带动所述电动伸缩板（29）向上运动，使得所述电动夹爪（12）向上运动，当所述电动夹爪（12）运动到与所述盖板（2）上表面齐平后，启动所述转向电机（51）转动，从而带动所述转轴（52）转动，从而带动所述电动伸缩板（29）转动，从而带动所述电动夹爪（12）转动到所述进入通道（42）上侧，所述电动夹爪（12）到达所述进入通道（42）上侧后，所述夹取电动推杆（10）向下运动，从而使得所述电动夹爪（12）进入到所述进入通道（42）中，所述电动夹爪（12）对垃圾进行松开，从而垃圾进入到所述收集网箱（24）中，当需要垃圾进入所述进入通道（42）时，启动所述封闭电机（84），从而带动所述封闭齿轮轴（71）转动，从而带动所述封闭齿轮（70）转动，所述封闭齿轮（70）与所述封闭板（43）啮合，从而带动所述封闭板（43）运动，从而使得垃圾经过所述进入通道（42）进入到所述收集网箱（24）中，当在海面上进行垃圾收集时，启动所述调节电机（76），从而带动所述悬浮转轴（50）转动，从而带动所述悬浮转动块（49）转动，从而带动所述悬浮板（25）转动到水平位置，从而使得所述悬浮板（25）与海面接触，所述悬浮板（25）水平后，使得所述制动电动推杆（80）运动，从而带动所述悬浮转动块（49）运动，从而使得所述悬浮转动块（49）与所述制动齿轮（78）啮合制动，防止所述悬浮板（25）发生转动，从而实现悬浮，需要进行悬浮的高度调节时，启动所述悬浮电机，从而带动所述调节丝杆（47）转动，从而带动所述调节螺母架（46）向下运动，从而带动所述悬浮板（25）向下运动，从而实现对悬浮的高度进行调节，启动所述推动电机，从而带动所述推动转轴（48）转动，从而带动所述螺旋桨（45）转动，从而推动所述收集网箱（24）运动，从而推动所述水下机器人（1）运动。

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百度查询： 自然资源部第一海洋研究所 一种基于水下机器人的海洋生态修复用海洋垃圾收集装置

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