海洋和河流几乎覆盖了地球表面的71%,但是由于工业化程度的不断推进,由于填埋焚烧等方式难以处理日益增长的垃圾,大量的垃圾被投放到河流、海洋等。水体中的废物包括疏浚物、工业垃圾、污水、放射性物质、塑料垃圾等,对地球的生态系统造成了严重的影响。为了解决水面清洁成本高、被污染水体地形复杂、清洁效率低三个问题,设计了一款水面油污-垃圾协同处理机器人,借助无人驾驶技术以及多机器人集群协同覆盖式处理,自动化完成水面油污处理、水面塑料收集、水质实时监测,降低环境维护的成本,提升水面清洁工作的处理效率。
污染物协同处理机器人主要由四部分组成,分别为船体、协同处理机械手、3-DOF 机械臂以及固液污染物回收箱。其中,船体作为机器人的主体,起承载和前进运动的作用;协同处理机械手作为机器人的核心组件,将仿照鱼类等海洋生物的觅食过滤模型,通过机器人搭载的基于深度学习的机器视觉传感器,识别定位污染物位置,并配合机械手前端的开合装置,捕获污染物,而后通过负压仓产生真空度,将液体污染物与固体污染物一次过滤分离,而后单独对液体污染物处理,以及实现固液污染物分离过滤回收。机械手、机械臂、污染物分离过滤箱分别对应污染物回收的捕获、运输、回收模块,三大模块配合组成了污染物协同处理的工作模式。
所设计的污染物协同处理机器人可以实现油污和垃圾的协同处理过程,且工作效率较高,具有较好的应用前景。