一种水上作业机器人及其作业方法

本发明涉及水上作业机器人领域，尤其涉及一种水上作业机器人及其作业方法。

背景技术：

1、为了对水域进行监测管理，了解水域的各项指标，例如水质情况、水域环境的空气质量、环境温湿度等，会将水上无人作业船派遣到相应的水域中，并在作业船上搭载相应的作业模块。有时，水域上会出现一些垃圾，在作业船上搭载打捞设备可以对垃圾进行打捞，以维护水域的环境质量。目前常用的水面打捞设备是打捞传送带，打捞传送带的一端伸入到水中，随着传送带的转动，可以将水面上悬浮的垃圾传送到船体上。但现有的打捞传送带的位置是固定的，在作业船不进行打捞作业时，传送带伸入水中的一端会产生阻力，影响作业船的前移。

技术实现思路

1、发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种水上作业机器人及其作业方法，搭载有可以收起的打捞传送带，可以降低作业船体位移时的阻力。

2、技术方案：为实现上述目的，本发明的一种水上作业机器人，包括作业船体，作业船体上有供电模块、控制模块、驱动模块、视觉模块和作业模块；其中作业模块包括打捞用的传送带，传送带可翻转至打捞状态和收起状态；打捞状态下，传送带翻转至伸入水中；收起状态下，传送带翻转至远离水面，以降低作业船体被驱动模块驱动位移时的阻力。

3、进一步地，所述传送带安装在安装架上，传送带的带面上设置有活动夹持件，安装架上设置有固定夹持件；传送带处于打捞状态时，活动夹持件能与固定夹持件配合夹紧打捞对象；传送带处于收起状态时，活动夹持件能与固定夹持件配合松开打捞对象，使松开后的打捞对象掉落到作业船体上。

4、进一步地，所述活动夹持件为活动夹齿，所述固定夹持件为固定夹齿；活动夹齿与固定夹齿相互错开，当活动夹齿随传送带转动时，活动夹齿能从固定夹齿的齿隙中穿过。

5、进一步地，所述传送带的带面上设置有多排活动夹齿；传送带转动时，各排活动夹齿逐排从固定夹齿的齿隙中穿过。

6、进一步地，所述活动夹齿倾斜设置在传送带的带面上，所述固定夹齿倾斜设置在安装架上，且活动夹齿与固定夹齿的倾斜角度一致；传送带处于打捞状态时，传送带的下斜端伸入水中，传送带上表面的活动夹齿朝传送带的上斜端斜向延伸；传送带处于收起状态时，活动夹齿和固定夹齿对应处于竖直状态。

7、进一步地，所述安装架上设置有驱动传送带转动的驱动电机，驱动电机可驱动传送带正向或反向转动；传送带正向转动时，活动夹齿能与固定夹齿配合夹紧打捞物，传送带反向转动时，活动夹齿能与固定夹齿配合松开打捞物。

8、进一步地，所述作业船体上设置有支撑架，所述安装架铰接安装在支撑架上，且支撑架上设置有带动安装架转动的翻转电机。

9、进一步地，所述作业船体上设置有收集容器；传送带处于收起状态时，固定夹齿对应位于收集容器的正上方，使被松开后的打捞对象能在重力的作用下掉落到收集容器内。

10、进一步地，所述作业模块还包括水质采样机构、空气监测机构、风力监测机构以及温湿度传感器。

11、一种水上作业机器人的作业方法，作业方法包括打捞作业方法，打捞作业方法包括以下步骤：步骤s1：视觉模块检测到打捞对象，传送带从收起状态翻转为打捞状态；步骤s2：驱动模块调整作业船体的位置，使传送带伸入水中的一端靠近打捞对象；步骤s3：传送带正向转动，活动夹齿和固定夹齿配合夹紧打捞对象；步骤s4：传送带由打捞状态翻转回收起状态，打捞对象随着传送带的翻转来到收集容器的上方；步骤s5：传送带反向转动，活动夹齿和固定夹齿配合松开打捞对象，打捞对象在重力的作用下掉落到收集容器内。

12、有益效果：本发明的一种水上作业机器人及其作业方法，其有益效果如下：

13、1)作业船体上搭载有打捞用的传送带，传送带翻转至收起状态时远离水面，从而降低作业船体位移时的阻力；

14、2)传送带通过活动夹齿和固定夹齿的夹合松开动作来实现对物体的打捞，使传送带的宽度相较于传统的打捞传送带可以更窄，传送带的体型更小，在作业船体上占据的空间也更小；此外，通过夹持的方式对物体进行打捞，打捞能力相较于传统的打捞传送带更强，能捞起的物体种类更多。

技术特征：

1.一种水上作业机器人，其特征在于：包括作业船体(1)，作业船体(1)上有供电模块(2)、控制模块、驱动模块(3)、视觉模块(4)和作业模块；其中作业模块包括打捞用的传送带(5)，传送带(5)可翻转至打捞状态和收起状态；打捞状态下，传送带(5)翻转至伸入水中；收起状态下，传送带(5)翻转至远离水面，以降低作业船体(1)被驱动模块(3)驱动位移时的阻力。

2.根据权利要求1所述的一种水上作业机器人，其特征在于：所述传送带(5)安装在安装架(6)上，传送带(5)的带面上设置有活动夹持件，安装架(6)上设置有固定夹持件；传送带(5)处于打捞状态时，活动夹持件能与固定夹持件配合夹紧打捞对象；传送带(5)处于收起状态时，活动夹持件能与固定夹持件配合松开打捞对象，使松开后的打捞对象掉落到作业船体(1)上。

3.根据权利要求2所述的一种水上作业机器人，其特征在于：所述活动夹持件为活动夹齿(7)，所述固定夹持件为固定夹齿(8)；活动夹齿(7)与固定夹齿(8)相互错开，当活动夹齿(7)随传送带(5)转动时，活动夹齿(7)能从固定夹齿(8)的齿隙中穿过。

4.根据权利要求3所述的一种水上作业机器人，其特征在于：所述传送带(5)的带面上设置有多排活动夹齿(7)；传送带(5)转动时，各排活动夹齿(7)逐排从固定夹齿(8)的齿隙中穿过。

5.根据权利要求3所述的一种水上作业机器人，其特征在于：所述活动夹齿(7)倾斜设置在传送带(5)的带面上，所述固定夹齿(8)倾斜设置在安装架(6)上，且活动夹齿(7)与固定夹齿(8)的倾斜角度一致；传送带(5)处于打捞状态时，传送带(5)的下斜端伸入水中，传送带(5)上表面的活动夹齿(7)朝传送带(5)的上斜端斜向延伸；传送带(5)处于收起状态时，活动夹齿(7)和固定夹齿(8)对应处于竖直状态。

6.根据权利要求3所述的一种水上作业机器人，其特征在于：所述安装架(6)上设置有驱动传送带(5)转动的驱动电机(9)，驱动电机(9)可驱动传送带(5)正向或反向转动；传送带(5)正向转动时，活动夹齿(7)能与固定夹齿(8)配合夹紧打捞物，传送带(5)反向转动时，活动夹齿(7)能与固定夹齿(8)配合松开打捞物。

7.根据权利要求6所述的一种水上作业机器人，其特征在于：所述作业船体(1)上设置有支撑架(10)，所述安装架(6)铰接安装在支撑架(10)上，且支撑架(10)上设置有带动安装架(6)转动的翻转电机(11)。

8.根据权利要求7所述的一种水上作业机器人，其特征在于：所述作业船体(1)上设置有收集容器(12)；传送带(5)处于收起状态时，固定夹齿(8)对应位于收集容器(12)的正上方，使被松开后的打捞对象能在重力的作用下掉落到收集容器(12)内。

9.根据权利要求1至8任意一项所述的一种水上作业机器人，其特征在于：所述作业模块还包括水质采样机构(13)、空气监测机构、风力监测机构以及温湿度传感器。

10.根据权利要求8所述的一种水上作业机器人的作业方法，其特征在于：作业方法包括打捞作业方法，打捞作业方法包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种水上作业机器人及其作业方法，包括作业船体，作业船体上有作业模块，作业模块包括打捞用的传送带，传送带可翻转至打捞状态和收起状态；打捞状态下，传送带翻转至伸入水中；收起状态下，传送带翻转至远离水面，以降低作业船体被驱动模块驱动位移时的阻力；传送带安装在安装架上，传送带的带面上设置有活动夹持件，安装架上设置有固定夹持件；传送带处于打捞状态时，活动夹持件能与固定夹持件配合夹紧打捞对象；传送带处于收起状态时，活动夹持件能与固定夹持件配合松开打捞对象，使松开后的打捞对象掉落到作业船体上。本发明搭载有可以收起的打捞传送带，可以降低作业船体位移时的阻力。技术研发人员：陆方舟,张涛,何骁伟,袁文杰,林盛昌受保护的技术使用者：南通理工学院技术研发日：技术公布日：2024/7/11