项目申报：水面清洁机器人

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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
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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。
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三、Hale Waihona Puke Baidu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
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四、研究基础
• 准备基础
• 查阅相关的资料、文献
图书馆
• 对比市场上的清洁机器人的优缺点
网页 • 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
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• 项目人员的介绍
编号
姓名
专业
工作
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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。
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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
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3.1 整体结构设计理念
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3.5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。
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3.2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。
谢 谢！
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• 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。
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一、项目介绍
• 机器模型的示意图
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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。
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• 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AOMWAY 5.8g TX001图传发射器,具有重量轻、体 积小、方便安装等特点,具有5.8g 40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。
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3.3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。
水面清洁机器人
汇报人：
主要内容
一、项目摘要 二、立项依据 三、研究方案 四、研究基础
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一、项目摘要
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。