[發明專利]一種面向高危景區的垃圾撿拾機器人裝置及工作方法

在審

• 申請號: 202011241231.3
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112249324A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 王嘉煒;薛竹筠;趙躍鵬;吳起樂;王天一;劉燕娜
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: B64C39/02
• 分類號: B64C39/02;B64D47/00;B25J11/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 鄭海峰

本發明公開了一種面向高危景區的垃圾撿拾機器人裝置及工作方法，屬于無人機技術領域。其主要包括飛行控制系統、旋翼保護裝置、垃圾收集裝置、機械臂、四旋翼裝置以及攝像頭。攝像頭與垃圾收集裝置分別安裝于四旋翼裝置左右兩側。機械臂模塊安裝在四旋翼裝置底部，四旋翼裝置固定安裝在旋翼保護裝置下方。控制系統包括飛行控制系統、主板、電池模塊、定位模塊、無線圖傳模塊、電機驅動模塊。無人機飛行過程中通過主板對目標垃圾進行特征提取及目標檢測，之后將其坐標發給機械臂模塊，配合激光測距實現機械臂模塊精準抓取目標垃圾。本發明結構簡易緊湊，成本較低，實用性強，適合多種場所使用，尤其適合高危景區的垃圾清理使用。

技術領域

本發明涉及無人機技術領域，具體為一種面向高危景區的垃圾撿拾機器人裝置及工作方法。

背景技術

近些年來，旅游業得到了大力發展。在閑暇時刻，人們選擇去一些旅游景點參觀美景、體驗生活。但是游客在增多的同時，這些景區的環境壓力也隨之上升。越來越多的垃圾在景區出現，大大增加了景區衛生清潔工作者的工作量。一些山區景點以及高危旅游景點，由于其地勢的崎嶇或者是其他原因，清理這些地方的垃圾的難度直線上升，甚至工作人員無法前去清理垃圾，導致景區環境逐步變差。

目前高危景區的清理方式多樣：據調查在華山蒼龍嶺、東峰、西峰等懸崖峭壁處時常有景區清潔工系著安全繩、戴著安全帽在崖壁進行工作，將游客遺落的各種垃圾處理干凈。這種方法首先很耗費人力，其次這種工作危險性極高，工作人員的安全無法完全得到保障。

為改進上述缺陷，本發明設計了一種面向高危景區垃圾撿拾機器人。通過四旋翼的飛行提高垃圾清理的靈活性，采用高清攝像頭識別，配合機械臂及吸盤將垃圾放置到垃圾收集倉內，使得景區垃圾清理更加智能化、安全化。

發明內容

針對上述情況，為克服現有技術的缺陷，本發明提出一種面向高危景區的垃圾撿拾機器人及工作方法，能有效解決目前對于景區內存在陡峭的斜坡、懸崖、低谷等危險系數較高地區的垃圾清理難的問題，利用四旋翼無人機與垃圾收集智能結合，配合攝像頭、機械臂和吸盤等，能夠將懸崖峭壁處的垃圾清理干凈。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種面向高危景區的垃圾撿拾機器人裝置，包括四旋翼裝置、旋翼保護裝置、攝像頭、機械臂模塊、垃圾收集裝置、無線圖傳模塊以及主板；所述四旋翼裝置固定安裝在旋翼保護裝置的內側下方，主板和無線圖傳模塊安裝在四旋翼裝置上，無線圖傳模塊與地面接收器無線通訊；所述的攝像頭和垃圾收集裝置分別安裝在四旋翼裝置底部的兩側，機械臂模塊安裝在四旋翼裝置底部的正下方；所述的無線圖傳模塊、攝像頭、機械臂模塊均與主板通訊連接；

所述四旋翼裝置包括十字安裝架、底部支架、飛行控制系統、電池模塊、四副旋翼及其電機；所述的底部支架與十字安裝架連接構成主體結構，所述的飛行控制系統和電池模塊安裝在主體結構上；所述的四副旋翼及其電機分別安裝在十字安裝架的四個端部，且每副旋翼由兩片槳葉構成，所述的槳葉與電機的動力輸出端相連；所述的飛行控制系統與主板通訊連接，包括飛行主控模塊、定位模塊和電機驅動模塊；所述的電機驅動模塊與電機的控制端相連，所述的飛行主控模塊與地面接收器無線通訊；

所述的攝像頭通過支架云臺固定在十字安裝架底部的一側，所述的支架云臺安裝有水平舵機和垂直舵機；

所述的機械臂模塊位于底部支架的內側，包括自穩云臺、機械臂和吸拾組件；所述的機械臂上端通過自穩云臺連接在十字安裝架的底部中心位置處，機械臂下端與吸拾組件連接；所述的機械臂和自穩云臺通過舵機組控制，所述舵機組與主板通訊連接。

優選的，所述的支架云臺上還安裝有激光測距傳感器，所述激光測距傳感器的激光發射方向與攝像頭方向相同。