一种水面漂浮物自动清理机器人结构设计
一种水面漂浮物自动清理机器人结构设计
史浩辉，李莉莉，付宗国，罗准，官俊
（浙江海洋大学船舶与机电工程学院，浙江舟山316022）
摘要：为了解决传统的垃圾打捞船难以解决的小型水面悬浮物的问题，提出一种利用“漩涡”和网筛工作原理，并以太阳能为新能源的一种水面漂浮物清理机器人的设计方案。实现对水体的“二次清理”，也可在水面航行过程或在静止在某固定点完成垃圾的收集，方便灵活。
关键字：新能源；机器人；网筛过滤；环保设备
中图分类号:TP242.3文献标志码:A文章编号：员园园圆原圆猿猿猿（圆园员9）01原园110原园3 Structural Design of an Automatic Cleaning Robot for Water Surface Floating Object
SHI Haohui，LI Lili，FU Zongguo，LUO Zhun，GUAN Jun
(School of Naval Architecture and Electromechanical Engineering,Zhejiang Ocean University,Zhoushan316022,China) Abstract:In order to solve the problem that traditional garbage salvage vessels are difficult to collect small water surface floating objects,this paper proposes a design scheme of a surface floating object cleaning robot that uses the principle of whirlpool and mesh screen and uses solar energy as new energy.To achieve the"secondary clean-up"of water,it is also convenient and flexible to collect garbage in the surface navigation process or at a fixed point.
Keywords:new energy;robot;mesh screen filtering;environmental protection equipment
0引言
当前国内外对于封闭或小型水域垃圾清理研究较
少，水上垃圾清理主要以人工清理为主。虽然目前国内外
所开发出的垃圾清理船种类繁多，作用原理也不一而足，
但它们大都是定位于江、河、湖、海等大面积水域的垃圾
清理，而且只能对于水中的较大体积的漂浮物进行清理，
而对于水中较小的悬浮垃圾却是束手无策，不能对水体
的清洁作进一步的处理。本文设计了一种水面漂浮物自
动清理机器人，不仅可以清理较大体积漂浮物，而且可以
清理水面小型的悬浮物（如浮萍、藻类、果皮等）[1]，解决了
传统的垃圾打捞船难以解决的小型水面悬浮物的问题。
1水面漂浮物清理机器人
1援1水面机器人主要结构
水面漂浮物自动清理机器人，包括船体及船体的前后两侧分别设置的前阀门和后阀门，且船体中设有网筛。船体的内部为用于放置网筛的主舱室、船体前舱、船体后舱、片体内隙、船舱侧隙组成；前舱阀门的启闭型式为滑移式，并且船体前舱和船体后舱通过船舱侧隙连接。船体底部安装有斗状套筒，斗状套筒末端与水泵进水口相连；在水泵出水口安装电磁阀，在船体底部后侧对称安装两个水下推进器；且水下推进器上都设有推进器螺旋桨。船体与机器人上盖通过U型滑槽滑动连接，机器人上盖前端设置有激光雷达传感器，船体后舱内设置有控制装置；且控制装置为控制在船体底部的水泵工作，还控制着水下推进器的转速，船体前舱里安装超级电容[2]。实现太阳能充电和内置电池储电的互换，通过无线电无线遥控、自主控制互换的方式实现清理垃圾的智能化。
1.2机器人流线型外形
为了减少机器人在水下时，由于水体对机器人表面造成的阻力问题，提高水面垃圾清理机器人在湖面、河流中的能动性。我们把该机器人的外形构造为流线型外形，提出构思的想法和高速列车的车头结构大致相同，对于水流有顺流作用，以此来减少水中阻力对机器人的能源消耗，同时也更加美观[3]。如图2所示，网筛的顶部为通过船舱侧隙表面上设置的网筛扣固定，整体侧面都为流线型外型。
2主要设备与性能
2.1网筛过滤装置和仓内垃圾处理
如图3，船体的主舱室、船体前舱、船体后舱中都放置
图1水面漂浮物自动清理机器人的3/4结构示意图
后阀门2.船盖侧夹层3.片体内隙4.推进器螺旋桨
水下推进器主体6.水泵7.电磁阀8.斗状套筒9.
前舱10.前阀门11.激光雷达传感器12.船盖前夹层
太阳能电池板
13
11
10
9876
5
1
110
圆园员9年第1期网址：https://www.360docs.net/doc/6d12597371.html,电邮：hrbengineer@https://www.360docs.net/doc/6d12597371.html,
网址：https://www.360docs.net/doc/6d12597371.html, 电邮：hrbengineer@https://www.360docs.net/doc/6d12597371.html, 圆园员9年第1期
了大量网筛18
进行水体中垃
圾的过滤，当船体底部的水泵6工作，在水面产
生一个水势差，水流通过前后进水口进入主
舱室22，此时船
舱中的水被水
泵从船体抽出，
水体中的垃圾在网筛18过滤下留在网筛中，从而实现了水中垃圾的收集。该装置过滤是利用可调节的网筛孔大小，把漂浮物和水体分离的技术。三面船体的两侧偏上方孔径略大于底面孔径，水流通过网筛时因流量差在舱体中出现小型漩涡，可加速水从水泵中抽出，底面网筛孔可调为超小，水体流过网筛，水中漂浮物因大于网筛孔径而被吸附在船舱中，并且不会危及到水中微生物。同时可根据需要收集漂浮物的不同大小，进行网筛孔径的调节[4]。机器人在结束漂浮物清理工作后，由于该机器人采用的太阳能板顶盖和机器人主仓室的拼接结构，只需将太阳能顶盖拆下便可对贮藏室内进行清理。与此同时还可以对主仓室内过滤网进行更换或者清洗，从而使得过滤网内部也能得到
程度的水域，达到不同层次的清理效果[5]。
2.2太阳能供
电板装置
众所周知太阳能充电器因其清洁、便利等特点越来越广泛地运用到各种仪器上。在
睡眠漂浮物自动清洗的机器人上安装一层太阳能收集板可以节约一定的能源，实现一定量的能源自供给[6]。而太阳板的安装的主要目的不仅仅在于能一定程度上地节约能源，在某些特殊条件下，一旦机器人在水中能量耗尽无法取回，太阳能电池板则在这时起到了良好的能源收集作用，通过利用太阳能能力实现对电容的充电，从而免去了打捞等不必要的工作。而太阳能电池板作为太阳能充电器中最为关键的部分，其设计也因此尤为重要。目前市场上价格适中，且光电转化效率相对较高的因数晶硅太阳能电池板，其充电效率可以达到20%以上。为了能尽可能多地提高机器人能源自给能力，模块式的晶硅太阳能电池板则是作为太阳能板设计的不二之选，通过模块式的拼接可以最大程度上利用机器人表面的面积，对机器人上表面进行几乎全面化的太阳能板包裹，从而充分提
高太阳能
收集板的能源供给
能力[7]。具体结构如
图4所示。2.3备用能源超级电容装置船体
前舱9里安装超级电容，在系统中作为能量存储装置。在太阳能供电不足时向负载供电,在太阳能供电富余时吸收、存储多余的能量。超级电容是通过充电、放电的环节从而实现电能的储存和供给。以前的电容不可避免地会有着容量较小、储存电能的能力弱等问题，所以不能作为电力能源的储存容器。但近年来由于对电容方面进一步的深入研究，部分电容也逐步克服了以上问题，因此便催生出了“超级电容”。超级电容的迅速发展使得其迅速在能源储备中占据一席之地。超级电容这种新型的储能设备，其容量达到上千法拉。并且其可多次重复充电且区别于传统蓄电池具有一定污染，超级电池绿色环保。但超级电容其归根结底还是电容，经长时间的工作，不可避免地也会出现漏电的现象，且由于电容的电气特性，其只适用于直流储能并不适用于交流储能。因此该水面漂浮物自动清理机器人的工作电流为直流电。超级电容的装配可以将超级电容的优点充分体现在机器人身上，不仅如此，通过日常的检测以及定期的保养，超级电容的漏电等不稳定现象发生的几率也会大大地减少[8]。作为滤波器,对光伏电池输出的不稳定的电能进行滤波,输出稳定的电能；与光伏阵列及单向DC/DC 相配合,实现MPPT （最大功率
点跟踪）[9]
。水上垃圾清理机器人的上盖21的侧夹层2和后夹层19用于设置电流整流滤波等电路。具体结构如图4所示。
2.4电磁阀检测装置
经过滤的水储存在船体后舱中，当储存到一定量时，产生的水压通过感应装置使得水泵6产生转动，水泵6转动抽取后舱中的水，通过进水口的阀门开口大小的调节，对流量进行一个闭环控制，从而使系统在不同负重下维持在一个平衡状态。水中的垃圾在网筛过滤下留在网筛中，了水中垃的收集，后的水被泵从水底水口设置电磁阀7[10]
，制出水口在水泵停图2水面漂浮物自动清理机器人的船体结构示意图
15.船舱侧隙16.U 型滑槽17.网筛扣
17
1615
图3机器人网筛剖面图
6.水泵9.船体前舱
14.船体后舱
18.网筛
22.船体主舱室
9
22
6
18
1413
91321
19
9
图4太阳能板和内置电容示意图
9.内置超级电容13.太阳能电池板19.船盖后夹层21.上盖
图5电磁阀检测装置示意图4.推进器螺旋桨5.水下推进器主体6.水
泵7.电磁阀8.斗状套筒
8765
4111
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工作时候关闭，防止水流倒灌进入主舱室。推进器螺旋桨4和水下推进器主体5为船体提供前进推动力，同时控制装置的方向[11]。
2.5机器人水面深度控制
该机器人通过收集水面漂浮物达到净化河流的目的，当然，随着收集量的增加同时也会使得机器人自身重力增大。如果在没有足够浮力支撑的情况下，机器人则会因自身质量的增加而下沉。而PID 控制器作为一种线性控制装置[12]，它会根据预先设定好的给定值（深度）以及所处环境的实际值构成的控制偏差，对偏差进行计算从而转化为控制信号给予相应的控制器。通过对进水口的阀门开口大小进行调节，对通过排水阀的流量进行闭环控制，从而使得该机器人在水面以上的高度维持恒定，保证了机器人在收集漂浮物时的工作环境[13]
。3
清理漂浮物流程
当水面漂浮物自动清理机器人工作时，由设置在船体后舱14内的控制装置控制，船体底部的水泵6工作，在水面产生一个水势差，水流通过前后进水口进入主舱室22，可通过水泵转速和进水口的阀门开口大小的调节，对流量进行一个闭环控制，从而使系统在不同负重下维持
在一个平衡状态。水中的垃圾在网筛18过滤下留在网筛
从而实现了水中垃圾的收集，过滤后的水被水泵水底抽出。在水泵出水口设置有电磁阀7，控制出水口的开启和闭合，在水泵停止工作时候关闭，防止水流倒灌进入主舱室。水上垃圾清理机器人通过盖子21顶部和侧面安装的太阳能电池板13产生电能，为电动机和水泵的工作提供可靠动力。船底对称安装的两个水下推进器4[14]，为机器人在水面的航行提供动力，并且可通过二者的转速差来调整小船的姿态/方向。船体前舱9里安装超级电容，在系统中作为能量存储装置,在太阳能供电不足时向负载供电,在太阳能供电富余时吸收、存储多余的能量。并且机器人采用了激光雷达避障的方法[15]，当机器人前方
出现障碍物时，能准确、灵敏地监测到并做出相应的反应。具体功能实现装置如图6所示。4
结语
国内对于河面、湖面等大面积封闭形水域的垃圾清理，大多数还停留在以船舶为基础的人为打捞。这些打捞船的体积较大，对于特定小角落无法进行清理。以内燃机为能源，成本较高，并且通过人工驱动船舶，具有一定的危险性。此类船舶打捞主要清理大形漂浮物（如浮萍、藻类）。本文装置主要针对船舶无法打捞的小型漂浮物，以网筛的工作原理进行对水体表面垃圾的“二次进化”，。实现清理垃圾的智能化，减少人工的参与，尽量避免工人在船外捞漂的危险，极大地提高安全系数，也不会危及到水中微生物，以太阳能为主要新能源进行节能。该装置设置可应用于环保部门和景区管理部门。能在全国各景区、湖泊、海港等水域完成垃圾清理，对能量节约和环境保护作出巨大贡献[16]。所以该装置拥有良好的经济和社会效益。
[参考文献]
[1]张芸芸,徐飞飞,徐俊玲.河湖污染问题与有效治理建议分析[J].工程技术研究,2018(1):255-256.[2]董树宝.从结构到机器:论加塔利的审美范式[J].北方工业大学学报,2016,28(2):24-27[3]许平,田红旗,姚曙光.流线型列车头部外形设计方法[J].中国铁道科学,2007(1):76-80.[4]李存玉.超微孔过滤原理的研究与应用[D].南京:南京中医药大学,2013.
[5]陈锦,陈娟.废水处理工艺对废水检测影响的讨论[J].科技风,2017(26):99.
[6]杨超,王志坤.太阳能无线充电器设计[J].河北农机,2018(1):25.[7]林天意.太阳能充电器的设计[J].黑龙江科技信息,2016(9):59.[8]付韵来.海洋微弱能量收集和管理技术研究[J].中国战略新兴产业,2018(12):52-53.[9]
汪春生.太阳能光伏最大功率点跟踪控制技术研究[J].山东工业
技术,2017(18):164.
[10]刘向群.自动控制元件（电磁类）[M].北京:北京航空航天大学出
版社,2001:104-130.[11]哈瓦尔特.船舶阻力与推进[M].大连:大连理工大学出版社,1989：248-267.
[12]袁彬,魏国亮,董团阳.水下机器人深度控制研究[J].软件导刊,2016,15(9):125-126.
[13]李岳明,万磊,孙玉山,等.考虑剩余浮力影响的欠驱动水下机器
人深度控制[J].控制与决策,2013,28(11):1741-1744.[14]薛志斌,罗才宝.水下推进器控制系统设计[J].计算机仿真,2015,32(5):407-410.
[15]郭晓波,翟雁,吴丽娜.基于激光雷达信息的机器人障碍物检测[J].激光杂志,2017,38(9):58-60.[16]张志斌.我国水资源开发利用与保护的思路和建议[J].工程技术
研究,2018(2):253-254.
（责任编辑
张立明）
作者简介：史浩辉（1997—），男，本科生，主要从事机电一体化研究。收稿日期：2018-03-23
图6机器人结构示意图
后阀门2.船盖侧夹层3.片体内隙
4.推进器螺旋桨
推进器主体 6.水泵
7.电磁阀
8.斗状套筒
9.船体前舱
前阀门11.激光雷达传感器
12.船盖前夹层13.太阳能电池
14.船体后舱18.网筛
19.船盖后夹层
21.上盖
主舱室
1312
21
1
191418
6
7
8
22
9
10
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112
工业机器人结构设计
1绪论 1.1工业机器人概述 工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作，自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力。从某种意义上说它也是机器进化过程的产物，它是工业以及非工业领域的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。机械手是模仿人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。工业机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率；可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全
生产，尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，由它代替人进行正常的工作，意义更为重大。因此，工业机械手在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的应用。工业机械手的结构形式开始比较简单专用性较强，仅为某台机床的上下料装置，是附属于该机床的专用机械手。随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的应用。 1.2工业机器人的组成和分类 1.2.1工业机器人的组成 机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等组成。各系统相互之间的关系如方框图1.1所示。 图1.1机器人组成系统
机械毕业设计936家用清扫机器人设计
编号： 本科毕业设计（论文） 题目：家用扫地机设计 Design of household cleaning machine 下属学院理工学院 专业机械设计制造及其自动化 班级 学号 姓名 指导教师 完成日期2014 年 4 月9 日
摘要 【摘要】随着人们生活水平的提高，越来越多的人由于生活压力的增加而不愿过多的做一些家中的清洁工作，所以本设计是为了帮着人们从一些繁杂的家务事中解脱出来，去做相对更重要的事情。本次设计的是一款在一般家庭中能帮着清扫地面卫生的家用扫地机。本文主要是对家用扫地机的内部结构的设计，具体有行走机构、清扫机构、吸尘机构、垃圾存储机构的设计，通过对各种结构中的各种方案进行对比分析，从中选取一种最适合本次设计的结构，再对各个结构中的一些零件进行选择和校核，同时也对各部分机构进行了材料的选择，最终完成了本次设计。 【关键词】家用扫地机；清扫机构；吸尘机构
Abstract 【ABSTRACT】Enter since twenty-first Century, with the rapid development of science and technology gradually, intelligent robot has become a research topic. Among them, the intelligent robot service type is a hot topic in the research project. Therefore, summarizes several reasons of service robots appear: one is the rise in labor costs, many enterprises are unable to find suitable workers, therefore appeared different degree of labor shortage; two is the people's living standard improves, more and more people are willing to spend money to buy intelligent robot to help with housework at home; three is now more and more young people to live in the hard, have no time to care for the elderly, and the old man's demand for service robots and young people to take better care of them, which will give service robot very good market prospects. This design is to design a small, convenient. Intelligent household sweeper. 【KEYWORDS】Household sweeper; sweeping mechanism; suction mechanism
水面垃圾清理机器说明书
专业课程设计说明书 题目：水面垃圾清理机器的设计 指导教师：何韶君 班级：机械设计制造及其自动化专业142班设计者：杨威威 学号：2014031224 校院：大连民族大学机电工程学院
目录 专业课程设计说明书 (1) 一．摘要 (2) 二．Abstract (3) 三．引言 (4) 四．机器人结构设计 (4) 四．1 整体结构设计理念 (4) 四．2 整体结构设计 (5) 四．3 垃圾收集装置设计 (6) 四．4 垃圾辅助收集装置设计 (7) 五．船重和排水量的计算 (7) 六．最大吃水深度的计算 (8) 七．动力装置设计 (8) 八．硬件设计 (10) 八.1系统总体设计 (10) 八．2电源模块 (11) 八.3电机驱动模块 (11) 八．4无线传输模块 (12) 八．5继电器模块 (12) 八.6主程序设计 (13) 九．影像收集系统设计 (13) 十．工作参数，待机和工作时长 (14) 十一. 垃圾收集特性及参数 (14) 十二.外观特性 (15) 十三. 控制方式 (15) 十四. 成本报告 (15) 十六. 市场分析 (19) 十六.1 市场推广 (19) 十六.2 盈利模式 (20) 结束语 (20) 参考文献： (20) 一．摘要 本文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，如塑料袋、饮料瓶，树枝树叶以及其它易清理的水面垃圾。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、计算及校核等。分析了水面垃圾自动打捞船需要实现的功能要求，
水上垃圾清理装置 论文
水上垃圾清理装置 1 论文摘要 1.1中文摘要 摘要 随着我国现代化进程的加快、垃圾产生量的增加，水上漂浮垃圾的数量也日益增多，而现有人工清理方式不仅效率低下，而且带有一定的危险性。鉴于此，我们设计了这个水上垃圾清理装臵，以实现对漂浮垃圾环保、高效的收集。【关键词】垃圾收集清理环保节能
目录 1 论文摘要 (1) 1.1 中文摘要 (1) 1 引语 (1) 2 作品简介 (1) 3 作品分类 (1) 4 设计目的 (1) 5 设计基本思路 (1) 6 作品原理简介 (1) 7 作品模型图片及照片 (1) 8 使用说明 (3) 9 作品主要创新点 (3) 10 作品可行性 (4) 11 技术特点优势分析 (4) 12 适应范围 (5) 13 市场分析 (5) 14 经济效益预测 (5) 15 推广价值 (5) 16 结束语 (7)
1 引语 自古中华民族就以秀丽的山河文明于世，而在改革开放三十多年之后，我们要以更加美好的景色欢迎世界各地的友人。但随着现代化的加快，我们看到的却已不是美丽的山河，而是工业文明所导致的环境污染，以及由此所引发的种种疾病，灾难。有鉴于此，我们设计了这个水上垃圾清理装臵，希望以此为祖国环境保护尽自己的绵薄之力。 2作品简介 本作品利用船只自身行进过程与水面的相对运动，带动垃圾收集器工作，达到收集清理水面漂浮垃圾的目的。广泛适用于河面，湖面，海面等垃圾比较多的区域。具有环保、无污染、收集效率高、操作简单、成本低廉等特点。 3作品分类 机械控制与能源化工类 4设计目的 本作品是专为清理河流湖泊及海面上的漂浮垃圾而设计的。机械化的设计不仅无需外加动力，美观的外形也成为水上一道靓丽的风景线，亦可起到宣传环保意识的作用。 5设计基本思路 河流湖泊漂浮垃圾多，人工清理费时费力。本作品主要利用船只作为收集清理载体，配合本作品加以简单改装，即可实现利用船只的闲余能源清理漂浮垃圾的目的。 6作品原理简介 船只前进过程中，水流的冲击力使位于船只后方的叶轮转动，叶轮带动传送带的转动。传送带上的传送收集袋在随传送带转动的过程中把位于收集口后方的垃圾收集起来。随着传送带的转动，传送收集袋运动至后方的收集器上方，并随传送带转动，将垃圾倒入收集器中。此收集过程往复循环。 7作品模型图片及照片
扫地机器人原理及实现
扫地机器人结构及控制系统设计 自动清扫机器人是当今服务机器人领域一个热门的研究方向。从理论和技术上讲，自动清扫机器人比较具体地体现了移动机器人的多项关键技术，具有较强的代表性，从市场前景角度讲，自动清扫机器人将大大降低劳动强度、提高劳动效率，适用于宾馆、酒店、图书馆、办公场所和大众家庭。因此开发自动清扫机器人既具有科研上的挑战性又具有广阔的市场前景。 家用智能清扫机，包括计算机、传感器、电机与动力传动机构、电源、吸尘器、电源开关、操作电位计等，在清扫机的顶部共设有三个超声波距离传感器；清扫机底部前方边沿安装有5个接近开关，接近开关与超声波距离传感器一起，构成清扫机测距系统；清扫机装有两台直流电机；在清扫机的底部安装有吸尘器机构。自动清扫机器人的功能是自动完成房间空旷地面尤其是家居空旷地面的清扫除尘任务，打扫前，要把房间里的物体紧靠四周墙壁，腾出空旷地面。清扫机完成的主要功能：能自动走遍所以可进入的房间，可以自动清扫吸尘，可在遥控和手控状态下清扫吸尘。 本文所介绍的自动清扫机器人的总体布局方案如图1所示，前后两轮为万向轮，左右两轮为驱动轮。驱动轮设计采用两轮独立且各由两台步进电动机驱动的转向方式，通过控制左右两轮的速度差来实现转向。考虑到机器人实际应用的实用性，本驱动系统设计成一个独立的可方便替换的模块，当机器人驱动系统发生故障时，只需简单步骤就可以对驱动部分进行替换。同时为了机器人能够灵活的运动，从动轮选用万向轮。 下图为自动清扫机的三维立体图：
自动清扫机器人车箱体采用框架式结构。从下至上分隔成三个空间：第一层装配各运动部件的驱动电机、传动机构；第二层为垃圾存储空间；第三层装配机器人控制系统、接线板、
水面漂浮垃圾清理机
说明书摘要 本发明公开了一种水面漂浮垃圾清理机，机架（15）固定于浮动平台（14）上，浮动平台（14）穿插于四根立柱（3）中，从而限制其水平移动和转动，清理机随水位高低自动升沉调整到最佳工作位置；水流驱动水轮运转，为清理机提供动力，处于缓流或静水区，驱动补偿电机（6）作为动力源；传动轴（2）上的凸轮（5）通过连杆机构（19）驱动集物耙（13）在水平面摆动，驱使垃圾向打捞口汇集，网状抄板7将其打捞至网状输送板（10）上，通过输送系统将其送至垃圾箱（4）。本发明的水面漂浮垃圾清理机具有自适应能力强，节约能源，工作效率高，无需人工维护，使用范围广等特点，可广泛用于清理江、河及湖泊的水面漂浮垃圾。
摘要附图
权利要求书 1、一种水面漂浮垃圾清理机，其特征在于：浮动平台（14）活动套穿插于至少二根立柱（3）中，机架（15）固定于所述的浮动平台（14）上，在所述的浮动平台（14）上设有垃圾箱（4），所述的浮动平台（14）上设有打捞输送系统，所述的打捞输送系统一端与所述的垃圾箱（4）对接，另一端伸到水面输送垃圾，所述的浮动平台（14）上设有与所述的打捞输送系统传动连接的驱动系统。 2、根据权利要求1所述的水面漂浮垃圾清理机，其特征在于：集物耙（13）铰接于所述的机架（15）上，所述的集物耙（13）由所述的驱动系统驱动在水平面摆动且所述的集物耙（13）对应将垃圾摆动到所述的打捞输送系统的入口端。 3、根据权利要求1或2所述的水面漂浮垃圾清理机，其特征在于：所述的打捞输送系统是在输送架（18）上设有连接轴（9）和链轮（11），所述的链轮（11）与所述的驱动系统传动连接，在所述的链轮（11）上设有两根平行同步输送链（12），所述的平行同步输送链（12）每隔一定链节数用一根长轴（8）连接于两根所述的平行同步输送链（12）之间，在所述的平行同步输送链（12）上相间设有网状输送板（10）和网状抄板（7），所述的网状输送板（10）的一侧通过两个一字型铰链杆（17）铰接于所述的平行同步输送链（12）的长轴（8）上，可绕其自由转动，另一侧搭接于下一个所述的平行同步输送链（12）的长轴（8）上；所述的网状抄板（7）由两个成60°角度的V型铰链架（16）铰接于所述的平行同步输送链（12）的长轴（8）上，所述的V型铰链架（16）一侧搭接于所述的平行同步输送链（12）的下一个长轴（8）上，另一侧支撑所述的网状抄板（7）使其与传送面成60°角度。 4、根据权利要求1或2所述的水面漂浮垃圾清理机，其特征在于：所述的驱动系统是水轮（1）和驱动补偿电机（6）分别通过离合器连接于传动轴（2）的两端，所述的传动轴（2）与所述的打捞输送系统和所述的集物耙（13）传动连接。 5、根据权利要求4所述的水面漂浮垃圾清理机，其特征在于：凸轮5集成于所述的传动轴（2）上，所述的集物耙（13）通过连杆机构（19）与所述的凸轮（5）传动连接。
家用擦玻璃清洁机器人结构设计毕业设计说明书
毕业设计说明书 作者：学号： 学院：机械工程学院 系(专业)：机械设计制造及其自动化 题目：家用擦玻璃清洁机器人结构设计指导者：讲师 (姓名) (专业技术职务) 评阅者： (姓名) (专业技术职务) 2015 年 5 月 31 日
毕业设计中文摘要
毕业设计（论文）外文摘要
目录 第一章引言 (1) 1.1 课题背景 (1) 1.2 国内外擦玻璃机器人的研究概况 (1) 1.3 本课题的主要工作 (3) 第二章家用擦玻璃清洁机器人总体方案设计 (3) 2.1 家用擦玻璃清洁机器人的设计原则 (4) 2.2 家用擦玻璃清洁机器人的总体方案的确定 (4) 2.2.1 家用擦玻璃清洁机器人的总体方案 (4) 2.2.2 总体方案的对比与选择 (12) 第三章家用擦玻璃清洁机器人详细结构设计 (14) 3.1 关键部件的选型 (14) 3.1.1 电机的选型 (14) 3.1.2 微动开关的选型 (15) 3.1.3 电池的选择 (15) 3.1.4 磁铁的选择 (16) 3.2 微动开关缓冲机构的设计 (16) 3.3 磁铁升降机构的设计 (17) 3.3.1 磁铁升降机构的ANSYS分析 (18) 第四章家用擦玻璃清洁机器人控制系统设计 (21) 4.1 单片机控制系统电路的设计 (21) 4.1.1 单片机系统元器件的选型 (21) 4.1.2 单片机系统的硬件电路及I/O口分配 (25) 4.2 单片机系统编程框图 (25) 第五章家用擦玻璃清洁机器人样机研制与调试 (27) 5.1控制电路板的设计与调试 (27)
5.1.1 PCB设计 (27) 5.1.2 电路板的调试 (28) 5.2 家用擦玻璃清洁机器人样机的制作 (31) 5.3 家用擦玻璃清洁机器人样机的测试 (31) 第六章总结与展望 (33) 参考文献 (34) 致谢 (35) 附录 (37)
康复机器人-设计工程规划书
设计题目：基于索驱动的康复训练仿人机械臂 1 项目的背景和意义 近年来，由于各种原因导致肢体残障的人士越来越多。目前造成残障的主要原因有三。其一，由于灾害事故造成肢体残障。由中国康复研究中心完成的北京市脊髓损伤流行病学调查结果显示，我国每年有近十万新增肢体残疾病人，我国残疾人口总数为8296 万，占总人口的 6.34%，涉及 2.6 亿家庭人口。其二，由于人口老龄化导致瘫痪。据第六次人口普查报告可知，截止2010 年我国60 岁以上的老年人已超过 1.78 亿，占总人口的13.26%，比第五次人口普查上升2.93 个百分点；65 岁以上的老年人达到1.19 亿，占总人口的8.87%，比第五次人口普查上升1.91 个百分点。有关部门预计，从2011年到2015 年，全国60 岁以上老年人将由 1.78 亿增加到2.21 亿，平均每年增加老年人860 万；老年人口比重将由13.3%增加到16%，平均每年递增0.54 个百分点，到2030 年全国老年人口规模将会翻一番。并且我国老年人中，长期卧床、生活不能自理的约有2700 万人，半身不遂的约有70 万人，82 万老年性痴呆病人中约有24万人长期卧床。其三，由于中风、脊髓损伤等疾病引起的肢体残障。中风的世界平均发病率为200/10万，且根据世界卫生组织统计，中国的中风发病率排名世界第一；对于脊髓损伤，国外报道其年发病率为每百万人口15~40例，我国上海市1991年统计的脊髓损伤发生率为34.3人/百万人，北京市2002年脊髓损伤发病率为60人/百万人。 由于以上三点的形势比较严峻，导致残障人士越来越多。而残障人士由于生活不能自理，不仅给其自身造成了痛苦，而且对于其家庭和社会而言都带来了极大的负担，因此，残障人士的康复治疗越来越受社会关注。 早期的康复治疗方式主要是通过理疗师一对一指导进行指导，不仅需要大量的康复治疗中心和理疗师，需要很高的成本，同时由于康复治疗中心离患者有一段距离，而这些残障人士一般又难以独立出行，如此会给患者及其家属造成很大的不便。因此，早期康复治疗的发展一直受到了很大的限制。 而随着机器人的发展和康复机器人这一理念的提出，这一限制得到的缓解。由于康复机器人体积小，不需要单独的理疗师辅助治疗，可以方便患者自主在家庭使用，可以降低治疗的费用并且相对方便。这在缓解残障人士给社会带来的压力方面和缓解残障人士的痛苦方面，有着重大的意义。 2 国内外研究发展现状 2.1 康复机器人发展现状 康复机器人涉及机械、电子、控制、生物、传感等多个方面，起步于20世纪80年代，美国、英国和加拿大在康复机器人方面的研究处于世界的领先地位。1990 年以前全球的56 个研究中心分布在5 个工业区内：北美、英联邦、加拿大、欧洲大陆和斯堪的纳维亚半岛及日本。1990年以后康复机器人的研究进入到全面发展时期。目前康复机器人的研究主要集中在康复机械手、医院机器人系统、智能轮椅、假肢和康复治疗机器人等几个方面。 国内康复机器人由于存在技术含量低、产学研脱节、机械加工水平低等原因，使得目前国内的康复机器人主要还处于研究阶段。虽然在“十二五”
一种水面漂浮物自动清理机器人结构设计
一种水面漂浮物自动清理机器人结构设计 史浩辉，李莉莉，付宗国，罗准，官俊 （浙江海洋大学船舶与机电工程学院，浙江舟山316022） 摘要：为了解决传统的垃圾打捞船难以解决的小型水面悬浮物的问题，提出一种利用“漩涡”和网筛工作原理，并以太阳能为新能源的一种水面漂浮物清理机器人的设计方案。实现对水体的“二次清理”，也可在水面航行过程或在静止在某固定点完成垃圾的收集，方便灵活。 关键字：新能源；机器人；网筛过滤；环保设备 中图分类号:TP242.3文献标志码:A文章编号：员园园圆原圆猿猿猿（圆园员9）01原园110原园3 Structural Design of an Automatic Cleaning Robot for Water Surface Floating Object SHI Haohui，LI Lili，FU Zongguo，LUO Zhun，GUAN Jun (School of Naval Architecture and Electromechanical Engineering,Zhejiang Ocean University,Zhoushan316022,China) Abstract:In order to solve the problem that traditional garbage salvage vessels are difficult to collect small water surface floating objects,this paper proposes a design scheme of a surface floating object cleaning robot that uses the principle of whirlpool and mesh screen and uses solar energy as new energy.To achieve the"secondary clean-up"of water,it is also convenient and flexible to collect garbage in the surface navigation process or at a fixed point. Keywords:new energy;robot;mesh screen filtering;environmental protection equipment 0引言 当前国内外对于封闭或小型水域垃圾清理研究较 少，水上垃圾清理主要以人工清理为主。虽然目前国内外 所开发出的垃圾清理船种类繁多，作用原理也不一而足， 但它们大都是定位于江、河、湖、海等大面积水域的垃圾 清理，而且只能对于水中的较大体积的漂浮物进行清理， 而对于水中较小的悬浮垃圾却是束手无策，不能对水体 的清洁作进一步的处理。本文设计了一种水面漂浮物自 动清理机器人，不仅可以清理较大体积漂浮物，而且可以 清理水面小型的悬浮物（如浮萍、藻类、果皮等）[1]，解决了 传统的垃圾打捞船难以解决的小型水面悬浮物的问题。 1水面漂浮物清理机器人 1援1水面机器人主要结构 水面漂浮物自动清理机器人，包括船体及船体的前后两侧分别设置的前阀门和后阀门，且船体中设有网筛。船体的内部为用于放置网筛的主舱室、船体前舱、船体后舱、片体内隙、船舱侧隙组成；前舱阀门的启闭型式为滑移式，并且船体前舱和船体后舱通过船舱侧隙连接。船体底部安装有斗状套筒，斗状套筒末端与水泵进水口相连；在水泵出水口安装电磁阀，在船体底部后侧对称安装两个水下推进器；且水下推进器上都设有推进器螺旋桨。船体与机器人上盖通过U型滑槽滑动连接，机器人上盖前端设置有激光雷达传感器，船体后舱内设置有控制装置；且控制装置为控制在船体底部的水泵工作，还控制着水下推进器的转速，船体前舱里安装超级电容[2]。实现太阳能充电和内置电池储电的互换，通过无线电无线遥控、自主控制互换的方式实现清理垃圾的智能化。 1.2机器人流线型外形 为了减少机器人在水下时，由于水体对机器人表面造成的阻力问题，提高水面垃圾清理机器人在湖面、河流中的能动性。我们把该机器人的外形构造为流线型外形，提出构思的想法和高速列车的车头结构大致相同，对于水流有顺流作用，以此来减少水中阻力对机器人的能源消耗，同时也更加美观[3]。如图2所示，网筛的顶部为通过船舱侧隙表面上设置的网筛扣固定，整体侧面都为流线型外型。 2主要设备与性能 2.1网筛过滤装置和仓内垃圾处理 如图3，船体的主舱室、船体前舱、船体后舱中都放置 图1水面漂浮物自动清理机器人的3/4结构示意图 后阀门2.船盖侧夹层3.片体内隙4.推进器螺旋桨 水下推进器主体6.水泵7.电磁阀8.斗状套筒9. 前舱10.前阀门11.激光雷达传感器12.船盖前夹层 太阳能电池板 13 11 10 9876 5 1 110 圆园员9年第1期网址：https://www.360docs.net/doc/6d12597371.html,电邮：hrbengineer@https://www.360docs.net/doc/6d12597371.html,
家庭服务机器人系统设计与研究
家庭服务机器人系统设计与研究 秦志强，喻品 （深圳中科鸥鹏智能科技有限公司， 深圳， 518067） 摘要 本文着眼于家庭服务机器人的路径规划，在铺满RFID地板的智能家居环境 中，机器人依靠RFID读卡器和电子罗盘，能够准确判断自身位置并在目标位置的 指引下调整前进方向。而依靠红外测距传感器，机器人可以探测周围障碍并在一 定范围内寻找合适路径。机器人实际工作结果表明，在我们的策略下，机器人能 够在智能家居环境中准确地完成各种任务，并体现出较强的自主决策能力。 关键词 服务机器人；路径规划；智能家居；自主决策 The Design and Research on Domestic Service Robot Zhiqiang Qin, Pin Yu (ShenZhen CAS Intelligent Technology Co., Ltd, ShenZhen, 518067) Abstract This article emphasis on path planning of domestic service robot. In a smart home environment that the floor is covered with RFID plate, a robot can determine its own position and adjust its direction with the help of RFID reader and electronic compass. And relying on infrared sensor, it can also detect the barrier within a certain range. As the result of the actual work of the robot shows that it can finish kinds of work in a smart home environment with our strategies, and it shows strong ability of making independent decisions. key words service robot; path planning; smart home environment; making independent decisions 引言 随着人工智能和传感器技术的发展，机器人技术取得了长足的进步。智能服务机器人已经开始影响人们的生活，同时人们也对机器人提出了更高的要求。服务机器人目前尚无严格统一的定义，国际机器人联合会（International Federation of Robotics， IFR）给出的初步定义是：服务机器人是一种半自动或全自动机器人，它能服务于人类或某些设备，但不包括制造业务。IFR的调研结果显示，服务机器人产业的市场在不断扩大，各种专用服务机器人的销售数量都在逐年提升。保守估计2012到2015年间，世界范围内具有专业用途的服务机器人的安装数量将会多达9.38万，而个人使用的机器人的交易数量将会接近1560万[1]。随着全球老龄化的来临，社会和家庭负担都在加重，家庭服务机器人将会扮演越来越重要的角色。当前，大部分的家庭服务机器人都不具备行走功能或只具有简单的避障能力，因此，机器人路径规划成为当前研究的重要课题。 1相关研究 机器人是人们为完成某种特定或一般性任务而设计的机器，所以为人类工作是机器人的使命。自从机器人的概念诞生开始，人们对服务机器人的研究就没有停歇过，并且服务机器人一直在朝着智能化方向发展。肖雄军和蔡自兴系统地归纳了服务机器人的发展现状和发展趋势，并提出了一些发展思路和要点[2]。Fei Lu等构建了一个面向家庭服务机器人的智能空间系统，提出了这一系统的一些关键技术，并详细介绍了家庭服务机器人能够提供的智能而灵活的服务[3]。徐海黎等构建了基于ZigBee技术的无线传感器网络系统，研究了基于RSSI 的无线传感器网络定位方法，家庭服务机器人作为无线定位系统中的盲节点，收集邻近参考节点的坐标和RSSI值，通过CC2431定位引擎计算出自身的坐标，从而实现了移动机器人
康复机器人的系统设计
第1章绪论 1.1 概述 据报道，我国60岁以上的老年人已有1.43亿，占全国人口的11％，到2050年将达到4.37亿。在老龄人群众中有大量的脑血管疾病或神经系统疾病患者，这类患者多数伴有偏瘫症状[1]。近年由于患心脑血管疾病使中老年患者出现偏瘫的人数不断增多，而且在年龄上呈现年轻化趋势。同时，由于交通运输工具的迅速增长，因交通事故而造成神经心痛损伤或者肢体损伤的人数也越来越多。在美国数以百万计的有神经科疾病病史和受到过意外伤害的患者需要进行康复治疗，仅以中风为例，每年大约有600，000中风幸存者，其中的二百万病人在中风后存在长期的运动障碍。随着国民经济的发展，这个特殊群体已得到了更多人的关注，为了提高他们的生活质量，治疗、康复和服务于他们的产品的技术和质量也在相应地提高。随着机器人技术和康复医学的发展，在欧洲、美国和日本等国家，医疗康复机器人的市场占有率呈逐年上升的趋势，仅预测日本未来机器人市场，2005年医疗、护理、康复机器人的市场份额约为250，000美元，而到2010年将上升到1，050，000美元，其增长率在机器人的所有应用领域中占据首位。因此，服务于四肢的康复设备的研究和应用有着广阔的发展前景[2]。
康复机器人是康复设备的一种类型。康复机器人技术早已广受世界各国科研工作者和医疗机构的普遍重视，其中以欧美和日本的成果最为显著。在我国康复医学工程虽然得到了普遍的重视，而康复机器人研究仍处于起步阶段，一些简单康复器械远远不能满足市场对智能化、人机工程化的康复机器人的需求，有待进一步的研究和发展。 由于康复训练机器人要与人体直接相连，来带动肢体进行康复训练，所以对驱动器的安全性、柔性的要求较高。近年来，以气动元件柔性驱动器逐渐引起人们的重视，在医疗康复器械领域中得到越来越多的应用。 本课题的研究目的是设计一种用于脑损伤、中风等病人的步态康复训练系统，帮助病人更好地进行康复训练，减轻他人的帮助，挺高效果。 1.2康复机器人的国内外研究现状 在对有运动障碍的老人或残疾人进行治疗和康复的过程中，使用康复机器人可以解决好多问题：机器人的使用可以解决专业护理人员缺乏和医疗费用昂贵的问题，可以避免由于训练方法不科学和专业护理人员个人疏忽等主观原因引起的对病人的伤害，可供病人在家或工作场所使用，使病人获得更多的独立生活能力，提高了病人的生活质量等。康复机器人是一种自动化医疗康复设备，它以医学理论为依据，帮助患者进行科学而有效的康复训练，使患者的运动机能得到更快更好的恢复。目
家用服务机器人的结构设计与开发
家用服务机器人的结构设计与开发 【摘要】介绍多功能家居服务机器人的组成、主要性能参数和机器人的运动分析，进行了结构设计和控制系统的设计。可通过程序或手柄遥控两种方法来控制机器人的所有运动，实现对室内物品的夹取和整理，并运送到指定位置，以更好的方便人们生活。 【关键词】服务型机器人；六自由度；程序控制 机器人学的进步与应用是二十世纪自动控制最有说服力的成就，是当代最高意义的自动化，尤其在当今的工业制造中，机器人学已取得了伟大的成就。进入二十一世纪，人们越来越感受到机器人已经深入到人们生产、生活和社会各个领域。当前社会家庭服务也迫切需要，一方面社会老龄化越来越严重，使很多老人需要被照顾，使社会保障和服务的需求也变的更大，老龄化的家庭结构会使很多的的年轻家庭压力增大，而且工作的压力和生活节奏的加快，也使得年轻人没有更多的时间陪伴自己的孩子，随之使家庭服务机器人市场变的更大。另一方面，服务型机器人将会广泛地代替人力从事各种工作，使人类从繁重的、重复单调的、有害健康和危险的生产作业中解放出来。 1.家用服务机器人的主要功能 该家用服务机器人机械手爪有夹紧和松开物件的功能，由五个电机驱动五个自由度的运动，由一个电机控制手爪的夹紧和松开以及两个电机驱动四轮小车后轮。这样既可实现整体的旋转、水平、垂直运动及手爪的倾斜、旋转、夹紧、松开运动，也可实现机器人在地面上的空间全方位运动。该机器人可通过手柄遥控控制，也可通过程序自动控制。从手柄遥控或程序发出控制信号到各个相应的接收器，再从接收器传给各个电机，驱动小车以及机器人的运动方向或行程，从而机械手可以夹取或放置物件。多功能家居整理机器人大多是代替人上肢的部分功能，按给定的操作、轨迹和要求进行工作。具体功能模块如图1。 2.家用服务机器人的总体结构 总体结构主要由执行系统、驱动系统、控制系统及检测系统组成。执行系统是多功能家用机器人完成抓取工件，实现各种运动所必需的机械部件，它包括手部、腕部、机身和行走机构等.驱动系统为执行系统各部件提供动力，并驱动其动力的装置。常用的机械传动、液压传动、气压传动和电传动。控制系统是通过对驱动系统的控制，使执行系统按照规定的要求进行工作，当发生错误或故障时发出报警信号。检测系统的作用是通过各种检测装置、传感装置检测执行机构的运动情况，根据需要反馈给控制系统，与设定进行比较，以保证运动符合要求。另外本机还有配重系统，由于自重、承重较大，工作时运动惯性亦较大，为使小臂接近静平衡，将伺服电动机组件、齿形带轮等大质量零部件布置在与腕部相对的另一端。底部小车的主体结构包括底盘、车身、转向机构等，对于小车而言，转向机构与驱动系统的设计是很重要的，只有严格按照阿克曼原理设计出合理的
湖面清扫智能机器人的控制系统设计说明书
湖面清扫智能机器人的控制系统设计 1、引言 机器人是上个世纪中叶迅速发展起来的高新技术密集的机电一体化产品，它作为人类的新型生产工具，在减轻劳动强度、提高生产率、改变生产模式，把人从危险、恶劣的环境下解放出来等方面，显示出极大的优越性。在发达国家，工业机器人已经得到广泛应用。随着科学技术的发展，机器人的应用范围也日益扩大，遍及工业、国防、宇宙空间、海洋开发、紧急救援、危险及恶劣环境作业、医疗康复等领域。进入21世纪，人们已经越来越切身地感受到机器人深入生产、深入生活、深入社会的坚实步伐。机器人按其智能程度可分为一般机器人和智能机器人。一般机器人是指不具有智能，只具有一般编程能力和操作功能的机器人；智能机器人是具有感知、思维和动作的机器人。所谓感知即指发现、认识和描述外部环境和自身状态的能力，如装配机器人需要在非结构化的环境中认识障碍物并实现避障移动，这依赖于智能机器人的感觉系统，即各种各样的传感器；所谓思维是指机器人自身具有解决问题的能力，比如，装配机器人可以根据设计要求为一部复杂机器找到零件的装配办法及顺序，指挥执行机构，即指挥动作部分完成这部机器的装配；动作是指机器人具有可以完成作业的机构和驱动装置。由此可见，智能机器人是一个复杂的软件、硬件综合体。 机器人的核心是控制系统。机器人的先进性和功能的强弱通常都直接与其控制系统的性能有关。机器人控制是一项跨多学科的综合性技术，涉及自动控制、计算机、传感器、人工智能、电子技术和机械工程等多种学科的内容。 近年来，随着工业和其它服务行业的蓬勃发展，人们在重视其经济效益的同时却往往忽略了他们对环境的污染，人类赖以生存的水资源也不例外。水面污染对人类的水源构成很大的威胁，湖泊尤其是旅游胜地和市内人工湖泊，更是无法逃避漂浮物污染的厄运，举目可见各种日常消费品的包装物在湖面上漂浮。污染的加剧根治水污染。但是，水面污染的治理是一项艰难的长期任务，是全人类必须面对的共同问题。用人工清理水面漂浮物只是权益之计，有些危险水域人无法工作。很多发达国家致力于水面污染治理设备的研究，如石油清理设备，但只是用于大量泄露石油的清理。目前，我国研制的清理水面漂浮物的设备还未见报道，国外研制的也不多，并且价格昂贵，实现的功能也不尽人意。因此，开发一种性
上肢康复机器人的结构毕业设计
摘要 康复机器人是康复设备的一种类型，康复机器人技术早已广受世界各国科研工作者和医疗机构的普遍重视，其中以欧美和日本的成果最为显著。在我国康复医学工程虽然得到了普遍的重视，但是康复机器人研究仍处于起步阶段，一些简单康复器械远远不能满足市场对智能化、人机工程化康复机器人的需求，有待进一步的研究和发展。 本文从使用的角度对人体上肢的运动原理进行了分析，设计出了一种坐式上肢康复训练机器人，用于心脑血管疾病致瘫或者意外事故所造成上肢损伤的患者作上肢及其相关关节的康复训练。本设计的康复机器人机身是由放置于平台上的机座，两根可伸缩的立柱和上横梁及其手柄组成，并在其各个组成部分上分别装上上肢屈伸机构、前后摆机构、分合机构和手腕旋转机构；各运动机构由单独的电机和减速器驱动，而传动机构的主件分别是传动轴、丝杠螺母副、同步齿形带传动副。 康复机器人的立柱主要采用薄壁套筒，这样既减轻了重量，也使得丝杠螺母副能构得到套筒的固定和定位。整个设计主要要注意的主要问题是减重和减噪，避免整体结构过于庞大笨重。 关键词：康复；上肢；结构设计；减重；噪音
ABSTRACT Rehabilitation robot is a type of rehabilitation facilities. Rehabilitation robotics have long been well received by the world scientists and the general importance of medical institutions, in which Europe and the United States and Japan, the results are the most significant. Medical Engineering in our country has been received widespread attention though, and rehabilitation robotics still in its infancy, some simple rehabilitation equipment is far from meeting intelligence, ergonomics of the rehabilitation robot needs to be further research and development. This perspective on the human body from the use of upper limb movement principle is analyzed，the seated upper extremity rehabilitation robot is designed , for the paralysis caused by cardiovascular diseases or accidents. The design of the rehabilitation robot body is placed on the platform base, two scalable columns and beams of the handle on the composition and its components are installed on the upper limb flexion which include separate and close agency, before and after agency, lifting agency and the wrist rotation agency; the every movement is driven by the separate drive motor and reducer, and the main parts are the shaft, screw nut pairs, timing belt, deputy. Rehabilitation robot column mainly adopts the thin wall sleeve, so as to reduce weight, also makes the lead screw nut pair can be fixed and the positioning sleeve. The design of the main attention to the major problem is the weight loss and noise reduction, avoid the whole structure is too bulky. Key words：rehabilitation；upper limb；structural design；Weight loss; noise
【CN209741802U】一种水面漂浮垃圾清理船【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920441587.8 (22)申请日 2019.04.03 (73)专利权人 西安科技大学 地址 710600 陕西省西安市临潼区陕鼓大 道48号 (72)发明人 陈鑫 杨芝 (74)专利代理机构 泰州淘权知识产权代理事务 所(普通合伙) 32365 代理人 曾涛 (51)Int.Cl. E02B 15/10(2006.01) B63B 35/32(2006.01) (54)实用新型名称一种水面漂浮垃圾清理船(57)摘要本实用新型公开了一种水面漂浮垃圾清理船，包括由两个船体，两个船体的上方设有收集网，船体连接板上固定有密封筒，密封筒内设置有船体动力电机以及方向舵控制连杆电机，左侧船体的内部设置有打捞动力电机以及动力传动结构，船体的外侧连接一船体固定带轮且在该固定轴上通过轴承转动连接有打捞臂，打捞臂上固定设置有打捞臂齿轮，所述打捞动力电机通过动力传动结构控制打捞臂齿轮转动，打捞臂的一端设置有一齿轮轴，齿轮轴的两端分别设置有打捞网带轮以及打捞网换向齿轮，远离打捞臂齿轮的通孔内连接有一打捞网轴，打捞网轴的另一端与对应侧的打捞臂转动连接，打捞网带轮通过皮带与船体固定带轮连接，本实用新型可以实现河面 垃圾快速清理。权利要求书1页 说明书3页 附图4页CN 209741802 U 2019.12.06 C N 209741802 U
权 利 要 求 书1/1页CN 209741802 U 1.一种水面漂浮垃圾清理船，其特征在于：包括由船体连接板(1)连接的两个船体(2)，两个所述船体(2)的上方固定架设有收集网(3)，所述船体连接板(1)上固定有密封筒(4)，密封筒(4)内设置有船体动力电机以及方向舵控制连杆电机，密封筒(4)的外端伸出有分别与船体动力电机以及方向舵控制连杆电机连接的螺旋桨(5)和方向舵(6)，左侧船体(2)的内部设置有打捞动力电机(10)以及动力传动结构，右侧船体(2)的内部设置有运动控制电路板(11)以及电池(12)，船体(2)的外侧分别通过固定轴连接一船体固定带轮(13)且在该固定轴上通过轴承转动连接有打捞臂(14)，打捞臂(14)上固定设置有打捞臂齿轮(15)，所述打捞动力电机(10)通过动力传动结构控制打捞臂齿轮(15)转动，打捞臂(14)的一端设置有两个通孔，靠近打捞臂齿轮(15)的通孔内通过轴承连接一齿轮轴，齿轮轴的两端分别设置有打捞网带轮(16)以及打捞网换向齿轮(17)，远离打捞臂齿轮(15)的通孔内通过轴承转动连接有一打捞网轴，打捞网轴上设置有打捞网(18)以及与打捞网换向齿轮(17)啮合的打捞网齿轮(19)，打捞网轴的另一端通过轴承与对应侧的打捞臂(14)转动连接，所述打捞网带轮(16)通过皮带(20)与船体固定带轮(13)连接。 2.根据权利要求1所述的一种水面漂浮垃圾清理船，其特征在于：所述船体连接板(1)的中部开设有孔洞。 3.根据权利要求1所述的一种水面漂浮垃圾清理船，其特征在于：两侧船体(2)的前端分别设置有一前伸臂(7)，两个前伸臂(7)由一根轴连接，轴上固定有一前挡网(8)，前挡网(8)的两侧分别设置有一通过扭簧安装在轴上的侧挡板(9)，所述侧挡板(9)能够绕轴上下翻转且在扭簧的作用下自动回位。 4.根据权利要求1所述的一种水面漂浮垃圾清理船，其特征在于：所述打捞网带轮(16)与船体固定带轮(13)直径相同。 5.根据权利要求1所述的一种水面漂浮垃圾清理船，其特征在于：所述动力传动结构包括一中间轴(22)、蜗轮蜗杆传动结构以及左右动力传动轴(23)，所述蜗轮蜗杆传动结构包括啮合传动的蜗轮(24)以及蜗杆(25)，所述蜗杆(25)通过联轴器与打捞动力电机(10)传动连接，所述蜗轮(24)固定于中间轴(22)上，中间轴(22)的外侧端设置有一与打捞臂齿轮(15)啮合的传动齿轮(26)，中间轴(22)与左右动力传动轴(23)上分别设置有相互啮合的高速齿轮(21)和低速齿轮(27)。 2