项目申报：水面清洁机器人

水面清洁机器人汇报人：2一、项目摘要二、立项依据三、研究方案四、研究基础主要内容3随着社会的发展,人们的生活质量不断提高,产生的垃圾也越来越多,由于环保意识的缺乏,很多垃圾直接或者间接的进入江、河、湖、海,造成现如今水污染严重的局面,而水是生命不可或缺的自然资源,治理水污染势在必行。现如今的水面垃圾清理方法多采用费时、费力的人工打捞,即使有些地方使用机械清理的方式,但大部分都是采用较大型机械,不仅浪费能源,而且还会产生二次污染,难以普及使用。因此设计一款实用性很强的水面垃圾清理收集装置是社会的需要。一、项目摘要4一，项目介绍1.水面垃圾的组成塑料袋、塑料瓶树枝、树叶生活废弃其他物品2.目前处理的方法主要是以人工为主缺点：效率低，而且人工打捞受天气影响比较大，不安全5一。项目介绍•3机器的简单介绍•该机器为解决现如今小型封闭水面垃圾清理耗费人力物力等问题,设计制作了一款由人工辅助远程遥控进行水面垃圾清理的机器人。水面垃圾打捞船针对水面环境污染的问题,主要致力于中小型湖泊河流等水域的固体垃圾清理,实现水面垃圾清理的机械化与自动化,整个打捞过程无需人工直接参与,安全性非常好,效率大约是人工打捞的几十倍,水面越大、距离越远效果越显著。本文主要对水面垃圾自动打捞船进行了船体结构、动力装置、打捞及传输装置、垃圾存储装置以及其他零部件的设计等。分析了水面垃圾自动打捞船需要实现的功能要求。整个机器结构合理稳定，成本低廉，采用电力驱动节约能源、无污染。6一、项目介绍•机器模型的示意图7二、立项依据2.1必要性随着社会物质文明的高度进步,人们的生活都有了质的飞跃,特别是工业革命以来,由于人们过于重视工业和经济的发展,往往忽视了对环境的保护,这就使得近几年来世界环境日益恶劣,带来了各种各样的环境问题,湖泊、河流中随处可见的垃圾污染。各种废物会通过不同的渠道进人江河,导致河面的漂浮物越来越多。由于潮起潮落的原因,河面的弃置物或水草也会流人其它的水面、港湾。它们的集结造成水面污染,影响市容卫生,甚至阻碍航道。如果对于一些风景区的湖泊的污染，更是影响其观赏价值和客流量。本次课题最主要的目的和意义还是在于对相关水域的环境的治理与维护,水面环境的改善对于水质,乃至人类生存环境都有重大意义。希望本次课题的研究与推广,能在有效改善水面环境的过程中发挥作用,共同维护我们美丽的地球。8三、研究方案水面清洁机器工作区间船体外部信号传送、控制装置93.1整体结构设计理念•此款水面垃圾清理机器人整体采用双体船结构。双体船结构稳性很好,为了追求快速性能,提高工作效率,现在的船体基本都是细长的,长宽比7:1,甚至9:1。船倾斜后的回复力矩和水线面的惯性矩有关,简单来说细长的船体横摇时回复力矩小,很容易左右摇晃。但是双体船船体分为左右两个,横摇时回复力矩是同样排水量的单体船的若干倍。就好比一个扁担和一块木板扔在水面上,扁担能左右晃不停而木板很稳。而在水面进行垃圾清理,稳定性是非常重要的,双体船可以在承受较大风浪的前提下仍能稳定工作。双体船宽度较大,两船体之间的空间开阔,而此款水面垃圾清理机器人需要安装容量较大的网状式垃圾收集箱,船体宽度范围内需要安装有效的辅助垃圾收集的滚刷结构,另外还需要安装控制系统,而双体船宽阔的空间使得这些设备能够合理有效的布置。103.2垃圾收集装置设计•水面垃圾清理机器人实现的主要功能是垃圾的收集和倾倒,本设计采用所示网状式垃圾收集装置,容量大可快速更换,可以在有效收集垃圾的前提下减小水流以及空气的阻力,提高工作效率。网状式收集箱采用塑料胶网裁剪制成,边角由PVC拐角固定,总体尺寸为235mm*175mm*550mm。工作时可收集最大直径为90mm的垃圾,通过遥控船体向前移动以及前端辅助装置的运行,使垃圾通过船体中间通道进入垃圾收集箱而不会流出。当收集垃圾完毕后,可由人工辅助将收集箱从船体前端抽出倒入后续垃圾收集装置。113.3垃圾辅助收集装置设计•如图所示,水面垃圾清理机器人的最前端设有垃圾辅助收集装置,由旋转式滚刷和垃圾收集挡板组成。旋转式滚刷由滚筒和毛刷构成,滚筒内部固定有防水电机,电机内部有偏心齿轮,偏心齿轮与作为输出轴的齿轮轴啮合,输出轴通过固定卡具固定于滚筒之上,从而带动滚筒转动辅助垃圾收集。滚刷下方有固定于船体之上的垃圾收集挡板,挡板由3mm厚度的亚克力板通过激光切割制成。挡板上切有直径16mm的若干通孔,从而减小水流对船体的阻力,提高工作效率。当船体向前行驶时,挡板会将分散的垃圾聚集于滚刷之下,从而方便滚刷旋转带动垃圾进入后方收集箱内,保证了垃圾收集的效率,以及收集的稳定性。垃圾收集辅助装置,采用旋转式滚筒刷结构,既可以快速有效的将垃圾带入网状式垃圾箱,又可以防止垃圾从箱内退回流出,其中采用的软毛刷材料,既可以减小空气阻力,又可以在有效带动垃圾进入收集装置的同时避免垃圾卡在滚筒与水面之间。因此,该辅助装置是非常实用的。1213•3.4图像收集及控制系统（1）影像收集系统设计此款水面垃圾清理机器人需要人工远距离遥控,为了更准确快速的定位到垃圾所在位置,采用AOMWAY5.8gTX001图传发射器,具有重量轻、体积小、方便安装等特点,具有5.8g40个发射机频道,支持6-28V电压供电,利用手机进行影像接收,图像清晰准确。（2）控制装置通过串口进行单片机之间的通信,从而实现上位机与主机的数据传输,上位机识别按键发送不同的字符到串口,然后通过无线传输将字符代码发送给主机,主机接收到相应的字符代码后执行对应的动作,从而控制各模块运行方式,实现人机交互。143.5垃圾收集特性及参数本设计采用网状式垃圾收集箱,方型结构,总体尺寸为235mm*175mm*550mm。机器人工作时,可收集直径最大为90mm的垃圾,一次性可收集最多0.02m3体积的垃圾。垃圾收集的便利性，设计采用网状式垃圾收集装置,容量大可快速更换,可以在有效收集垃圾的前提下减小水流以及空气的阻力,提高工作效率。加上船体前端安装有垃圾辅助收集装置,当船体向前行驶时,收集挡板会将分散的垃圾聚集于滚刷之下,从而方便滚刷旋转带动垃圾进入后方收集箱内,保证了垃圾收集的效率,以及收集的稳定性。垃圾收集箱以及垃圾辅助收集装置结构简单、容易制作,且功能性强,利用简单的机械结构便能实现理想的功能,很适合应用推广。15三、方案设计设计的创新性稳定性好、机构阻力小可控制、回收便利节能、环境友好16四、研究基础•准备基础图书馆•查阅相关的资料、文献网页•对比市场上的清洁机器人的优缺点•确定好自己的方案导师•宝贵的项目经验和专业知识•对设计进行改进17•项目人员的介绍编号姓名专业工作18谢谢！