[發明專利]無人機協同監測與太陽能風能輔助驅動的水域保潔無人船

在審

• 申請號: 202210219487.7
• 申請日: 2022-03-08
• 公開（公告）號: CN114715338A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 盧建剛;朱英豪;陳金水
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B63B35/32
• 分類號: B63B35/32;B63B35/00;B64C39/02;B60L53/14;E02B15/10;H02J7/35;F03D9/11;F03D9/32
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

1.無人機協同監測與太陽能風能輔助驅動的水域保潔無人船，其特征在于：

包括水域保潔無人船、地面中央控制系統、可搭載于水域保潔無人船上的無人機，水域保潔無人船船體設置有垃圾清理系統、太陽能收集裝置、風能收集裝置、船舶推進器、控制器和無人機停機坪，所述水域保潔無人船與地面的中央控制系統之間通過控制器通信連接；

所述無人機上設有內嵌式圖像采集與無線傳圖模塊，所述內嵌式圖像采集與無線傳圖模塊可用于采集河流湖泊的水面圖像并將采集的水面圖像傳送至地面中央控制系統；所述地面中央控制系統設有通信模塊與圖像處理模塊，所述地面中央控制系統的圖像處理模塊用于處理水面圖像信息并將水面圖像信息轉化為水域保潔無人船的最優行進路徑參數，所述地面中央控制系統的通信模塊用于接收所述內嵌式圖像采集與無線傳圖模塊發送的水面圖像信息，以及將所述圖像處理模塊處理完成后的最優路徑參數發送至所述控制器的通信模塊；所述控制器包括控制模塊和通信模塊，所述控制器的通信模塊用于接收所述中央控制系統的通信模塊發送的最優路徑參數，所述控制器的控制模塊用于根據最優路徑參數控制所述水域保潔無人船進行垃圾清理和路徑行進工作。

2.根據權利要求1所述的無人機協同監測與太陽能風能輔助驅動的水域保潔無人船，其特征是，所述水域保潔無人船上設有停機坪，所述停機坪具有供無人機起降的停機平面。

3.根據權利要求2所述的無人機協同監測與太陽能風能輔助驅動的水域保潔無人船，其特征是，所述停機坪上設有磁力式充電凹槽，所述無人機上設有磁力式充電插頭，所述無人機停于所述停機坪上時，所述磁力式充電插頭與所述磁力式充電凹槽連通。

4.根據權利要求1所述的無人機協同監測與太陽能風能輔助驅動的水域保潔無人船，其特征是，所述無人機設有內嵌式圖像采集與無線傳圖模塊，用于拍攝河流湖泊的水面圖像信息并將該水面圖像信息傳送至所述地面中央控制系統。

5.根據權利要求1所述的無人機協同監測與太陽能風能輔助驅動的水域保潔無人船，其特征是，所述地面中央控制系統包括圖像處理模塊和通信模塊，所述圖像處理模塊對所述水面圖像信息進行處理轉換為水域保潔無人船處理垃圾的最優路徑參數，地面中央控制系統通過通信模塊將所述參數傳送至水域保潔無人船。

6.根據權利要求1所述的無人機協同監測與太陽能風能輔助驅動的水域保潔無人船，其特征是，所述控制器包括控制模塊和通信模塊，所述控制器的通信模塊接收地面中央控制系統通信模塊傳送的參數，控制器的控制模塊根據該參數驅動水域保潔無人船的行進與垃圾清理工作。

7.根據權利要求1所述的無人機協同監測與太陽能風能輔助驅動的水域保潔無人船，其特征是，所述水域保潔無人船船體設有太陽能收集裝置，所述太陽能收集裝置利用太陽能板收集太陽能并存儲到蓄電池中。

8.根據權利要求1所述的無人機協同監測與太陽能風能輔助驅動的水域保潔無人船，其特征是，所述水域保潔無人船船體設有風能收集裝置，所述風能收集裝置包括風動葉輪、連接桿、搖晃式動能主件、壓電片、防水導線、整流控制器、蓄電池，所述水域保潔無人船在運行時通過風動葉輪收集風能并存儲到蓄電池中，搖晃式動能主件通過晃動帶動壓電片產生形變，通過防水導線與整流控制器將風能轉化為電能儲存至蓄電池中。

9.根據權利要求1所述的無人機協同監測與太陽能風能輔助驅動的水域保潔無人船，其特征是，所述水域保潔無人船的垃圾清理系統包括垃圾收集單元和垃圾壓縮傳送單元，所述垃圾收集單元負責將垃圾進行收集，所述垃圾壓縮傳送單元對收集的垃圾進行壓縮與運送操作。

10.根據權利要求1或9所述的無人機協同監測與太陽能風能輔助驅動的水域保潔無人船，其特征是，所述垃圾收集單元包括造流葉輪、第一電機、第一電機減速箱、第一轉軸、第二轉軸、直角減速箱、垃圾傳送帶、第二電機、傳動齒輪、鏈條、主動輥、從動輥；第一電機帶動第一轉軸轉動，通過第一電機減速箱控制第一轉軸的轉動速度，第二轉軸通過直角減速箱控制轉動速度與方向，從而帶動造流葉輪帶動水流轉動，進一步地在兩個造流葉輪間形成垃圾吸入的水流趨勢，第二電機通過小鏈輪帶動鏈條轉動，進一步帶動大鏈輪轉動，主動輥在大鏈輪的帶動下，驅動從動輥轉動，進一步驅動垃圾傳動帶將垃圾傳送至垃圾傳送帶頂端后落入垃圾箱中；

所述垃圾壓縮傳送單元包括氣缸、連接環、固定板、固定柱、篩孔垃圾箱、自鎖式滾筒傳動帶、氣壓桿、活塞桿、壓板；篩孔垃圾箱收集來自垃圾傳送帶的垃圾，此時自鎖式滾筒傳送帶進行自鎖，氣缸向下運動帶動壓板將篩孔垃圾箱內的垃圾進行壓縮，以便收集更多的垃圾；篩孔垃圾箱內裝滿垃圾后，自鎖式滾筒傳送帶打開自鎖并將裝滿垃圾的篩孔垃圾箱運出水域保潔無人船船體，篩孔垃圾箱完成垃圾清理后，將篩孔垃圾箱置于自鎖式滾筒傳送帶上方并解除自鎖式滾筒傳送帶的自鎖，通過自鎖式滾筒傳送帶將篩孔垃圾箱運送至水域保潔無人船船體內部。