[發明專利]一種實現海漂垃圾捕獲和運輸的水上機器人

有效

• 申請號: 202110852656.6
• 申請日: 2021-07-27
• 公開（公告）號: CN113699957B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 劉必勁;王立忠
• 申請（專利權）人: 海南浙江大學研究院
• 主分類號: E02B15/10
• 分類號: E02B15/10;B25J11/00;F03D9/00;F03D9/11;B63B35/32
• 代理公司: 廈門智慧呈睿知識產權代理事務所(普通合伙) 35222
• 代理人: 郭福利

本發明提供了一種實現海漂垃圾捕獲和運輸的水上機器人，包括儲能單元、浮式柵欄、能量捕獲單元、主控單元和浮式運輸機器人。儲能單元分別與浮式柵欄、能量捕獲單元、主控單元和浮式運輸機器人連接。主控單元分別與浮式運輸機器人連接。浮式運輸機器人被構造成在垃圾捕獲階段可固定于儲能單元中進行充電，以及在充電完成和垃圾捕獲完成后，主控單元控制儲能單元釋放浮式運輸機器人并控制該浮式運輸機器人將捕獲到浮式運輸機器人內的海漂垃圾運送到指定位置并返回儲能單元內。本發明利用浮式柵欄和浮式運輸機器人在近岸重點海域實現24小時海漂垃圾的自動不間斷斷面攔截收集，極大地提高了收集效率以及大大減小了人力、資金成本和能量消耗。

技術領域

本發明涉及海洋環境清潔技術領域，具體而言，涉及一種實現海漂垃圾捕獲和運輸的水上機器人。

背景技術

2014年12月，美國五環流研究所通過多年大洋打撈統計及數學模型評估認為，全球海洋中漂浮著5.25萬億個塑料碎片，總質量約為26.9萬噸。世界經濟論壇也發布報告稱，到2050年，海洋中的漂浮塑料最終將超過魚類。2018年中國國家生態環境部發布的海洋環境狀況公報顯示，海洋垃圾密度較高的區域主要分布在旅游休閑娛樂區、港口航運及臨近海域。其中，尤其是人類活動密集的海灘區域，垃圾的平均個數和平均密度均高于其他區域。隨著海漂垃圾的與日俱增，海洋生態受到極大破壞的同時，其對航行安全、海上作業、海上搜救也造成了越來越大的干擾。

公告號為CN205186476U的中國發明專利公開了一種海洋垃圾回收裝置,包括基體和垃圾手機裝置，還包括動力系統和控制系統，機體為長方體結構，機體底部設有矩形凹槽，垃圾收集裝置位于矩形凹槽下方；動力系統包括設置在矩形凹槽兩側機體底部的推進裝置、位于機體內部的電源和位于機體頂部的太陽能發電設備，太陽能發電設備與電源連接；控制系統包括遙控器，信號接收器、揚聲器和電源開關。此裝置利用一面開口的長方體漂浮于水中收集漂浮垃圾，并利用長方體頂部收集太陽能供電。但是該裝置屬傳統點式收集，效率較低且太陽能板提供的能量難以滿足裝置運行需要。申請號為CN201611172930.0的中國發明專利公開了一種海上垃圾自動收集機器人，此裝置利用渦旋收集海漂垃圾，履帶傳輸海漂垃圾，并利用太陽能為整個裝置供電。此裝置亦屬傳統點式吸收，由于海面環境復雜，采用能量較小的渦旋會完全被淹沒在波浪之中使其效果不明顯，較大的渦旋則需要消耗極大的能量，使用太陽能供電難以滿足該裝置運行的需求。

目前的海漂垃圾收集機器人絕大多數為主動式-點式收集。對分散的海漂垃圾而言，采用此類型裝備收集單個海漂垃圾能耗太大，且難以做到24小時不間斷收集。而具有斷面收集能力的布置于離岸的一些海漂垃圾攔截裝置往往只能將垃圾匯聚，匯聚后的海漂垃圾仍然需要垃圾船進行回收。

發明內容

本發明提供了一種實現海漂垃圾捕獲和運輸的水上機器人，旨在改善現有的海漂垃圾收集機器人收集分散的海漂垃圾時能耗大且難以做到不間斷收集以及收集后的海漂垃圾無法自動回收等問題。

本發明是這樣實現的：

一種實現海漂垃圾捕獲和運輸的水上機器人，包括：

儲能單元，用于能量的儲存和釋放；

浮式柵欄，分別配置在所述儲能單元的兩側，用于攔截海漂垃圾，所述浮式柵欄遠離所述儲能單元的一端還設有一錨鏈，用于將所述浮式柵欄固定在海床上；

若干個能量捕獲單元，分別配置在所述浮式柵欄上，所述能量捕獲單元還與所述儲能單元連接，用于將捕獲的能量輸送到所述儲能單元；

主控單元，與所述儲能單元連接；

浮式運輸機器人，配置在所述儲能單元內并與所述主控單元電連接，所述浮式運輸機器人被構造成在垃圾捕獲階段可固定于所述儲能單元中進行充電，以及在充電完成和垃圾捕獲完成后，所述主控單元控制所述儲能單元釋放所述浮式運輸機器人，并控制該浮式運輸機器人將捕獲到所述浮式運輸機器人內的海漂垃圾運送到指定位置并返回所述儲能單元內。