本發明涉及清掃機器人技術領域，尤其涉及一種水面漂浮物清掃機器人的作業面積擴展裝置。

背景技術：

生命來源于水，水對于人類文明來說是不可或缺，人類經濟、文化、乃至于最基本的生存等各個方面都離不開水，然而隨著社會不斷地發展，人們生活水平質量不斷地提高，出行旅游人數不斷地提高和群眾環境保護意識較差，垃圾制造量也隨之增多，造成了大面積的河流與湖泊的白色污染，根據官方報道和數據分析可知國內大部分河流湖泊，特別是各種景區的湖泊所受的白色垃圾污染，不僅影響游客對景區的評價與景區的美觀，還有鄉村河流已失去了過去的模樣，都布滿了大量的漂浮物，如果不及時處理，白色漂浮物經過陽光雨露的作用，將會分解或者產生有害物質，會對水體產生污染，影響水質，同時大量漂浮物使得水生物缺氧，從而可能導致水生物死亡，破壞了生態環境與生物鏈。此外，大量垃圾不及時清理會導致對堤壩產生沖擊，還容易堵塞出水口，影響瀉洪；積塞不動，影響衛生。

現有市場上水面漂浮物打撈船的價格比較昂貴，價格從幾萬到幾十萬不等，所以得不到普遍推廣。而且現有的水面漂浮物清理打撈船具有以下缺點：1)、體積龐大，操作不靈活而且對于狹窄的河道或者岸邊或者是旅游景區的小型湖面就沒有辦法進行作業。2)、不能達到擴大作業面積、減少工作循環次數以及節約人力物力等功能，使得機器消耗了更多的能源，沒有到達理想的效果。

技術實現要素：

本發明的主要目的在于提供一種水面漂浮物清掃機器人的作業面積擴展裝置，能夠增加機器柔性和作業面積，有效地減少了機器打撈的次數，節省了工作時間。

為了實現上述目的，本發明提供一種水面漂浮物清掃機器人的作業面積擴展裝置，其包括：

機器人本體，包括船體和控制器，所述船體的前部設有打撈裝置，所述打撈裝置與所述控制器相連接，且用于根據所述控制器發出的電脈沖信號打撈水面漂浮物；

作業面積擴展機構，分別對稱的設置在所述船體的前部兩側，所述作業面積擴展裝置具有收縮位和伸展位，當所述作業面積擴展機構處于收縮位時，所述作業面積擴展機構收回至所述船體的兩側，當所述作業面積擴展機構處于伸展位時，所述作業面積擴展裝置沿所述船體的兩側傾斜向外伸展；

復位檢測機構，安裝在所述作業面積擴展機構上，用于檢測所述作業面積擴展機構處于伸展位或向伸展位延展時是否碰撞到障礙物，并碰到障礙物后發送復位信號至所述控制器，所述控制器接收到所述復位信號后控制所述作業面積擴展機構縮回至收縮位。

根據本發明的一優選實施例：所述作業面積擴展機構包括支撐板、電動推桿、固定架、第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿、第五連桿和第六連桿，所述支撐板和固定架分別固定在所述船體一側側壁的中部和前部，所述電動推桿的一端與所述支撐板固定連接，其另一端與所述第一連桿的一端相鉸接，所述第二連桿的中部、第三連桿的兩端、第四連桿的兩端和第六連桿的中部依次鉸鏈連接，所述第二連桿的一端與所述固定架的懸臂端相連接，所述第二連桿的另一端與第一連桿的中部相鉸接，所述第一連桿的另一端、所述第五連桿的兩端和第六連桿的一端依次鉸鏈連接。

根據本發明的一優選實施例：所述第六連桿的另一端還設有浮力塊。

根據本發明的一優選實施例：所述復位檢測機構包括設置在所述第六連桿上的壓力傳感器，所述壓力傳感器與所述控制器相連接。

根據本發明的一優選實施例：所述機器人本體還包括自所述船體的前部向后部依次設置的漂浮物慮水箱、航行裝置和轉向裝置，所述漂浮物慮水箱、航行裝置和轉向裝置均固定所述船體上，其中，

所述漂浮物慮水箱，用于對所述打撈裝置打撈上來的水面漂浮物進行慮水；

所述航行裝置，包括相互連接的電機和明輪，用于驅動所述船體前進或后退；

所述轉向裝置，用于驅動所述船體轉向。

根據本發明的一優選實施例：所述機器人本體包括用于提供動力的動力源，所述動力源為24V蓄電池。

根據本發明的一優選實施例：所述打撈裝置為滾筒式輸送帶。

本發明的有益效果在于：通過在機器人本體上增設作業面積擴展機構和復位檢測機構，利用復位檢測機構檢測作業面積擴展機構處于伸展位或向伸展位延展時是否碰撞到障礙物，并碰到障礙物后發送復位信號至控制器，控制器接收到復位信號后控制所述作業面積擴展機構縮回至收縮位，從而將水面上的漂浮物撥動到打撈裝置處進行打撈，其提高了機器人的柔性和作業面積，有效地減少了機器人打撈的次數，節省了工作時間，節約了能源消耗，提高了工作效率以及清掃的清潔度，有效地減輕了漂浮物分解對水生物生存的影響，提高了水的質量，抑制了進一步污染。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明的水面漂浮物清掃機器人的作業面積擴展裝置的三維結構示意圖；

圖2是本發明的一個實施例的水面漂浮物清掃機器人的作業面積擴展裝置的工作狀態示意圖；

圖3是本發明的另一個實施例的水面漂浮物清掃機器人的作業面積擴展裝置的工作狀態示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的優選實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。

參閱圖1-2所示，本發明的水面漂浮物清掃機器人的作業面積擴展裝置，其包括：

機器人本體1，包括船體11和控制器12，船體11的前部設有打撈裝置13，打撈裝置13與控制器12相連接，且用于根據控制器12發出的電脈沖信號打撈水面漂浮物；其中，本實施例中的打撈裝置13可以為滾筒式輸送帶，也可以為其他實現打撈功能的裝置。以及機器人本體1還包括用于提供動力的動力源14，動力源14為24V蓄電池，這樣不會產生大量的廢氣污染或漏油，避免了對空氣環境和水質量的污染與破壞。當然，本發明中的動力源14還可以為其他無污染的能源，如太陽能電池等。

作業面積擴展機構2，分別對稱的設置在船體11的前部兩側，作業面積擴展機構2具有收縮位和伸展位，當作業面積擴展機構2處于收縮位時，作業面積擴展機構2收回至船體11的兩側，當作業面積擴展機構2處于伸展位時，作業面積擴展機構2沿船體11的兩側傾斜向外伸展；

復位檢測機構3，安裝在作業面積擴展機構2上，用于檢測作業面積擴展機構2處于伸展位或向伸展位延展時是否碰撞到障礙物，并碰到障礙物后發送復位信號至控制器12，控制器12接收到復位信號后控制作業面積擴展機構2縮回至收縮位。

本發明通過在機器人本體1上增設作業面積擴展機構2和復位檢測機構3，利用復位檢測機構3檢測作業面積擴展機構2處于伸展位或向伸展位延展時是否碰撞到障礙物(即漂浮物)，并碰到障礙物(即漂浮物)后發送復位信號至控制器12，控制器12接收到復位信號后控制作業面積擴展機構2縮回至收縮位，從而將水面上的漂浮物撥動到打撈裝置13處進行打撈，其提高了機器人的柔性和作業面積，有效地減少了機器人打撈的次數，節省了工作時間，節約了能源消耗，提高了工作效率以及清掃的清潔度，有效地減輕了漂浮物分解對水生物生存的影響，提高了水的質量，抑制了進一步污染。

具體地，作業面積擴展機構2包括支撐板21、電動推桿22、固定架23、第一連桿24、第二連桿25、第三連桿26、第四連桿27、第五連桿28和第六連桿29，支撐板21和固定架13分別固定在船體11一側側壁的中部和前部，電動推桿22的一端與支撐板21固定連接，其另一端與第一連桿24的一端相鉸接，第二連桿25的中部、第三連桿26的兩端、第四連桿27的兩端和第六連桿29的中部依次鉸鏈連接，第二連桿25的一端與固定架23的懸臂端相連接，第二連桿25的另一端與第一連桿24的中部相鉸接，第一連桿24的另一端、第五連桿28的兩端和第六連桿29的一端依次鉸鏈連接。通過第一至第六連桿(24-29)的組合連桿機構構成作業面積擴展機構2的主體，其不僅延展或縮回的動作柔性好，而且延展后擴展范圍大，縮回后占用空間小，極大地方便了打撈裝置13的操作和船體11的行走，本發明還可以利用一側的電動推桿22單獨推動第一至第六連桿(24-29)延展或縮回，從而使作業面積擴展機構2在單側實現伸展位和收縮位之間切換，這種方式適用于水面邊緣處、岸邊或者是小型湖面的狹窄作業面區域。

參閱圖3所示，在本發明的另一個實施例中，船體11兩側的電動推桿22可以同時推動船體11兩側的第一至第六連桿(24-29)延展或縮回，從而使作業面積擴展機構2同步實現伸展位和收縮位之間切換。這種方式適用于水面中央的寬作業面區域，增加漂浮物的撥動聚集效率。

較佳的，第六連桿29的另一端還設有浮力塊210。利用浮力塊210在水中的浮力有效地抵消了作業面積擴展機構2的自重以及水的阻力，其進一步提高了機器人的工作柔性，減少了動力源14的消耗。

本發明中的復位檢測機構3包括設置在第六連桿上的壓力傳感器31，壓力傳感器31與控制器12相連接。壓力傳感器31主要用于檢測作業面積擴展機構2處于伸展位或向伸展位延展時是否碰撞到障礙物，從而通過控制器12和作業面積擴展機構2實現自動聚集漂浮物的作用。

機器人本體1還包括自船體11的前部向后部依次設置的漂浮物慮水箱15、航行裝置16和轉向裝置17，漂浮物慮水箱15、航行裝置16和轉向裝置17均固定船體11上，其中，

漂浮物慮水箱15，用于對打撈裝置13打撈上來的水面漂浮物進行慮水；

航行裝置16，包括相互連接的電機161和明輪162，用于驅動船體11前進或后退；

轉向裝置17，用于驅動船體11轉向。

本實施例中，還可以設置一遙控器，將控制器12與遙控器相連接，通過遙控器遠程控制漂浮物慮水箱15、航行裝置16、轉向裝置17和作業面積擴展機構2，實現遠程自動聚集漂浮物、自動清掃漂浮物、自動航行以及自動轉向等功能。

下面針對水面漂浮物清掃機器人的作業面積擴展裝置的工作過程，來對本發明作進一步的介紹：

當工作人員需要進行中小型湖泊、河流等不便于大中型機器作業的水域的漂浮物垃圾清理時，工作人員只需將水面漂浮物清掃機器人放入所需清掃的水域，通過遙控器控制該機器人的航行裝置16驅動電機161啟動，通過控制轉向裝置17控制機器人朝著漂浮物方向航行，當打撈裝置13上傳感器檢測到信號時，將信號傳遞給控制器12，控制器12發出電脈沖信號控制其打撈裝置13打撈漂浮物，漂浮物通過滾筒式輸送帶輸送到漂浮物慮水箱15上。

當機器人沒有檢查到水面上漂浮物時，船體11兩側的作業面積擴展機構2不啟動，并收縮到收縮位，當該機器人檢查到水面上漂浮物且船體11兩側無障礙物時，工作人員通過遙控器控制船體11兩側的作業面積擴展機構2啟動，當電動推桿22伸展到最大極限時，第一至第六連桿(24-29)的連桿組合機構完全展開(該作業面積擴大了12倍)，當靠近岸邊水域有漂浮物時，機器人的連桿組合機構如果處于完全伸展的狀態時或者在收縮位向完全伸展狀態過程中過度時，靠近外側的連桿組合機構碰到障礙物時，其第六連桿29上壓力傳感器31檢測到信號，將該信號傳遞給控制器12，控制器12發出電脈沖信號控制其對應的收縮復位，即連桿組合機構立即收縮，直到收縮位，從而將水面上的漂浮物撥動到打撈裝置13處進行打撈，如此反復。

以上，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何不經過創造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書所限定的保護范圍為準。