[发明专利]一种河道清淤机器人及无人船

权利要求书

1.一种河道清淤机器人，其特征在于：包括机体以及设置在所述机体上的清淤模块、淤泥收集模块、避障模块、浮潜模块、驱动模块、充电对接模块和控制系统；

所述清淤模块包括用于绞吸淤泥的绞吸头、用于驱动绞吸头的电机、连接绞吸头的外管道、内置于外管道的柔性软管和调节外管道倾斜角度的活动连杆；

所述淤泥收集模块包括设置在机体上部的容置槽、用于收集淤泥的集装箱、用于感应集装箱重量的重力传感器、用于将淤泥从绞吸头经柔性软管吸入到集装箱的真空泵，所述集装箱可吸附在容置槽内；

所述避障模块控制机器人进行避障；

所述浮潜模块控制机器人上浮以及下潜；

所述驱动模块驱动机器人移动以及转向；

所述充电对接模块用于对接机器人进行充电；

所述控制系统包括终端控制器以及受控于终端控制器的声呐三维重建单元、数据处理单元和路径规划单元，所述声呐三维重建单元将河底地形数据传输到数据处理单元，所述数据处理单元对数据分析处理传输给路径规划单元，所述路径规划单元规划淤泥挖掘航线并设置挖掘深度以及绞吸力度，机器人执行路径规划单元所制定淤泥挖掘航线来进行淤泥清理及运送；所述清淤模块、淤泥收集模块、避障模块、浮潜模块、驱动模块和充电对接模块受控于终端控制器。

2.根据权利要求1所述的一种河道清淤机器人，其特征在于：所述清淤模块设置于机体的下方，所述绞吸头设有多片旋转刀片，多片旋转刀片环绕设置且汇聚于绞吸头前端，所述旋转刀片于切割方向的一侧设有切割齿。

3.根据权利要求1所述的一种河道清淤机器人，其特征在于：所述容置槽底部设有用于吸附集装箱的电磁吸附底板，所述容置槽和集装箱之间贯通有连接柔性软管的淤泥进口以及带有过滤网的排水口。

4.根据权利要求1所述的一种河道清淤机器人，其特征在于：所述避障模块包括用于探测障碍物的多波束合成孔径声呐，所述多波束合成孔径声呐设置于机体的前端，所述多波束合成孔径声呐通过对被探测目标三维成像并将探测结果传输到终端控制器进行判断。

5.根据权利要求1所述的一种河道清淤机器人，其特征在于：所述浮潜模块设置在机体的两侧，所述浮潜模块包括用于调节机体浮潜程度的旋转桨片和用于控制旋转桨片转速的第一马达；所述驱动模块设置在机体的后端，所述驱动模块包括动力桨片、用于控制动力桨片转速的第二马达以及可摆动的尾翼；所述充电对接模块设置在机体的前部，所述充电对接模块包括对接充电口以及连接对接充电口的蓄电池。

6.根据权利要求1所述的一种河道清淤机器人，其特征在于：所述机体还设置有用于存储机器人水下作业实时位置信息的数据仓库模块，所述位置信息包括处于同一三维坐标中的原点值和偏移值，所述原点值和偏移值之间的偏移距离由计步器来计算，机器人从数据仓库模块中调用位置信息以回到原地继续清理淤泥，所述数据仓库模块受控于终端控制器。

7.一种无人船，其特征在于：包括船体以及可与船体对接的如权利要求1-6任意一项所述的机器人，所述船体设有用于探测河底地形的探测模块，所述探测模块将采集到的河底地形数据传输给机器人。

8.根据权利要求7所述的一种无人船，其特征在于：所述探测模块采用可提供水底声呐成像的侧扫声呐，侧扫声呐根据声呐成像以判断出淤泥清理区域的淤泥厚度以及硬度，所述侧扫声呐设置在船体底部的两侧，所述侧扫声呐以横扫河面方式进行声呐探测。

9.根据权利要求7所述的一种无人船，其特征在于：所述船体上设有用于放置多个集装箱的放置槽和用于在放置槽和容置槽之间搬运集装箱的搬运模块，所述搬运模块包括可在船体三维空间内移动的三轴机械臂以及设置在三轴机械臂提取端的电磁吸附装置，所述三轴机械臂通过电磁吸附装置对集装箱进行提取。

10.根据权利要求9所述的一种无人船，其特征在于：所述船体的两侧设有用于匹配所述机器人进行充电的充电槽位，所述船体的后侧设有用于对接所述机器人进行集装箱轮换或充电的对接充电槽位，所述对接充电槽位与三轴机械臂之间具有可轮换集装箱的搬运空间。