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1、水面清潔機(jī)器人匯報(bào)人： 一、項(xiàng)目摘要二、立項(xiàng)依據(jù)三、研究方案四、研究基礎(chǔ)主要內(nèi)容 隨著社會的發(fā)展,人們的生活質(zhì)量不斷提高,產(chǎn)生的垃圾也越來越多,由于環(huán)保意識的缺乏,很多垃圾直接或者間接的進(jìn)入江、河、湖、海,造成現(xiàn)如今水污染嚴(yán)重的局面,而水是生命不可或缺的自然資源,治理水污染勢在必行?，F(xiàn)如今的水面垃圾清理方法多采用費(fèi)時(shí)、費(fèi)力的人工打撈,即使有些地方使用機(jī)械清理的方式,但大部分都是采用較大型機(jī)械,不僅浪費(fèi)能源,而且還會產(chǎn)生二次污染,難以普及使用。因此設(shè)計(jì)一款實(shí)用性很強(qiáng)的水面垃圾清理收集裝置是社會的需要。一、項(xiàng)目摘要 一，項(xiàng)目介紹1.水面垃圾的組成塑料袋、塑料瓶樹枝、樹葉生活廢棄其他物品2.目 前

2、處 理 的 方 法 主 要 是 以 人 工 為 主缺 點(diǎn) ： 效 率 低 ， 而 且 人 工 打 撈 受 天 氣 影 響 比較 大 ， 不 安 全 一。項(xiàng)目介紹 3機(jī)器的簡單介紹該機(jī)器為解決現(xiàn)如今小型封閉水面垃圾清理耗費(fèi)人力物力等問題,設(shè)計(jì)制作了一款由人工輔助遠(yuǎn)程遙控進(jìn)行水面垃圾清理的機(jī)器人。水面垃圾打撈船針對水面環(huán)境污染的問題,主要致力于中小型湖泊河流等水域的固體垃圾清理,實(shí)現(xiàn)水面垃圾清理的機(jī)械化與自動化,整個(gè)打撈過程無需人工直接參與,安全性非常好,效率大約是人工打撈的幾十倍,水面越大、距離越遠(yuǎn)效果越顯著。本文主要對水面垃圾自動打撈船進(jìn)行了船體結(jié)構(gòu)、動力裝置、打撈及傳輸裝置、垃圾存儲裝置以及

3、其他零部件的設(shè)計(jì)等。分析了水面垃圾自動打撈船需要實(shí)現(xiàn)的功能要求。整個(gè)機(jī)器結(jié)構(gòu)合理穩(wěn)定，成本低廉，采用電力驅(qū)動節(jié)約能源、無污染。 一、項(xiàng)目介紹機(jī)器模型的示意圖 二、立項(xiàng)依據(jù)2.1必 要 性 隨 著 社 會 物 質(zhì) 文 明 的 高 度 進(jìn) 步 ,人 們 的 生 活 都 有 了 質(zhì) 的 飛 躍 ,特 別是 工 業(yè) 革 命 以 來 ,由 于 人 們 過 于 重 視 工 業(yè) 和 經(jīng) 濟(jì) 的 發(fā) 展 ,往 往 忽 視 了 對 環(huán) 境的 保 護(hù) ,這 就 使 得 近 幾 年 來 世 界 環(huán) 境 日 益 惡 劣 ,帶 來 了 各 種 各 樣 的 環(huán) 境 問 題 ,湖 泊 、 河 流 中 隨 處 可 見 的 垃

4、 圾 污 染 。 各 種 廢 物 會 通 過 不 同 的 渠 道 進(jìn) 人 江河 ,導(dǎo) 致 河 面 的 漂 浮 物 越 來 越 多 。 由 于 潮 起 潮 落 的 原 因 ,河 面 的 棄 置 物 或 水草 也 會 流 人 其 它 的 水 面 、 港 灣 。 它 們 的 集 結(jié) 造 成 水 面 污 染 ,影 響 市 容 衛(wèi) 生 ,甚 至 阻 礙 航 道 。 如 果 對 于 一 些 風(fēng) 景 區(qū) 的 湖 泊 的 污 染 ， 更 是 影 響 其 觀 賞 價(jià)值 和 客 流 量 。 本 次 課 題 最 主 要 的 目 的 和 意 義 還 是 在 于 對 相 關(guān) 水 域 的 環(huán) 境 的 治 理 與維 護(hù) ,

5、水 面 環(huán) 境 的 改 善 對 于 水 質(zhì) ,乃 至 人 類 生 存 環(huán) 境 都 有 重 大 意 義 。 希 望 本次 課 題 的 研 究 與 推 廣 ,能 在 有 效 改 善 水 面 環(huán) 境 的 過 程 中 發(fā) 揮 作 用 ,共 同 維 護(hù) 我 們 美 麗 的 地 球 。 三、研究方案水面清潔機(jī)器工作區(qū)間船體外部信號傳送、控制裝置 3.1 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念此款水面垃圾清理機(jī)器人整體采用雙體船結(jié)構(gòu)。雙體船結(jié)構(gòu)穩(wěn)性很好,為了追求快速性能,提高工作效率,現(xiàn)在的船體基本都是細(xì)長的,長寬比7:1,甚至9:1。船傾斜后的回復(fù)力矩和水線面的慣性矩有關(guān),簡單來說細(xì)長的船體橫搖時(shí)回復(fù)力矩小,很容易左右搖晃。但

6、是雙體船船體分為左右兩個(gè),橫搖時(shí)回復(fù)力矩是同樣排水量的單體船的若干倍。就好比一個(gè)扁擔(dān)和一塊木板扔在水面上,扁擔(dān)能左右晃不停而木板很穩(wěn)。而在水面進(jìn)行垃圾清理,穩(wěn)定性是非常重要的,雙體船可以在承受較大風(fēng)浪的前提下仍能穩(wěn)定工作。雙體船寬度較大,兩船體之間的空間開闊,而此款水面垃圾清理機(jī)器人需要安裝容量較大的網(wǎng)狀式垃圾收集箱,船體寬度范圍內(nèi)需要安裝有效的輔助垃圾收集的滾刷結(jié)構(gòu),另外還需要安裝控制系統(tǒng),而雙體船寬闊的空間使得這些設(shè)備能夠合理有效的布置。 3.2垃圾收集裝置設(shè)計(jì)水面垃圾清理機(jī)器人實(shí)現(xiàn)的主要功能是垃圾的收集和傾倒,本設(shè)計(jì)采用所示網(wǎng)狀式垃圾收集裝置,容量大可快速更換,可以在有效收集垃圾的前提下

7、減小水流以及空氣的阻力,提高工作效率。網(wǎng)狀式收集箱采用塑料膠網(wǎng)裁剪制成,邊角由PVC拐角固定,總體尺寸為235mm*175mm*550mm。工作時(shí)可收集最大直徑為90mm的垃圾,通過遙控船體向前移動以及前端輔助裝置的運(yùn)行,使垃圾通過船體中間通道進(jìn)入垃圾收集箱而不會流出。當(dāng)收集垃圾完畢后,可由人工輔助將收集箱從船體前端抽出倒入后續(xù)垃圾收集裝置。 3.3垃圾輔助收集裝置設(shè)計(jì)如圖所示,水面垃圾清理機(jī)器人的最前端設(shè)有垃圾輔助收集裝置,由旋轉(zhuǎn)式滾刷和垃圾收集擋板組成。旋轉(zhuǎn)式滾刷由滾筒和毛刷構(gòu)成,滾筒內(nèi)部固定有防水電機(jī),電機(jī)內(nèi)部有偏心齒輪,偏心齒輪與作為輸出軸的齒輪軸嚙合,輸出軸通過固定卡具固定于滾筒之上

8、,從而帶動滾筒轉(zhuǎn)動輔助垃圾收集。滾刷下方有固定于船體之上的垃圾收集擋板,擋板由3mm厚度的亞克力板通過激光切割制成。擋板上切有直徑16mm的若干通孔,從而減小水流對船體的阻力,提高工作效率。當(dāng)船體向前行駛時(shí),擋板會將分散的垃圾聚集于滾刷之下,從而方便滾刷旋轉(zhuǎn)帶動垃圾進(jìn)入后方收集箱內(nèi),保證了垃圾收集的效率,以及收集的穩(wěn)定性。垃圾收集輔助裝置,采用旋轉(zhuǎn)式滾筒刷結(jié)構(gòu),既可以快速有效的將垃圾帶入網(wǎng)狀式垃圾箱,又可以防止垃圾從箱內(nèi)退回流出,其中采用的軟毛刷材料,既可以減小空氣阻力,又可以在有效帶動垃圾進(jìn)入收集裝置的同時(shí)避免垃圾卡在滾筒與水面之間。因此,該輔助裝置是非常實(shí)用的。 3.4 圖像收集及控制系統(tǒng)

9、 （1）影像收集系統(tǒng)設(shè)計(jì) 此款水面垃圾清理機(jī)器人需要人工遠(yuǎn)距離遙控,為了更準(zhǔn)確快速的定位到垃圾所在位置,采用AOMWAY 5.8g TX001圖傳發(fā)射器,具有重量輕、體積小、方便安裝等特點(diǎn),具有5.8g 40個(gè)發(fā)射機(jī)頻道,支持6-28V電壓供電,利用手機(jī)進(jìn)行影像接收,圖像清晰準(zhǔn)確。 （2）控制裝置 通過串口進(jìn)行單片機(jī)之間的通信,從而實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與主機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸,上位機(jī)識別按鍵發(fā)送不同的字符到串口,然后通過無線傳輸將字符代碼發(fā)送給主機(jī),主機(jī)接收到相應(yīng)的字符代碼后執(zhí)行對應(yīng)的動作,從而控制各模塊運(yùn)行方式,實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。 3.5垃圾收集特性及參數(shù) 本設(shè)計(jì)采用網(wǎng)狀式垃圾收集箱,方型結(jié)構(gòu),總體尺寸為235m

10、m*175mm*550mm。機(jī)器人工作時(shí),可收集直徑最大為90mm的垃圾,一次性可收集最多0.02m3體積的垃圾。垃圾收集的便利性，設(shè)計(jì)采用網(wǎng)狀式垃圾收集裝置,容量大可快速更換,可以在有效收集垃圾的前提下減小水流以及空氣的阻力,提高工作效率。加上船體前端安裝有垃圾輔助收集裝置,當(dāng)船體向前行駛時(shí),收集擋板會將分散的垃圾聚集于滾刷之下,從而方便滾刷旋轉(zhuǎn)帶動垃圾進(jìn)入后方收集箱內(nèi),保證了垃圾收集的效率,以及收集的穩(wěn)定性。垃圾收集箱以及垃圾輔助收集裝置結(jié)構(gòu)簡單、容易制作,且功能性強(qiáng),利用簡單的機(jī)械結(jié)構(gòu)便能實(shí)現(xiàn)理想的功能,很適合應(yīng)用推廣。 三、方案設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性穩(wěn)定性好、機(jī)構(gòu)阻力小可控制、回收便利節(jié)能、環(huán)境友好 四、研究基礎(chǔ)準(zhǔn)備基礎(chǔ)圖書館查閱相關(guān)的資料、文獻(xiàn)網(wǎng)頁對比市場上的清潔機(jī)器人的優(yōu)缺點(diǎn)確定好自己的方案導(dǎo)師寶貴的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識對設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn) 項(xiàng)目人員的介紹編號姓名專業(yè)工作 謝 謝！