河道清理机器人收集机构的动力学建模与仿真
李晓星
（浙江工贸职业技术学院，浙江温州325003）
来稿日期：2017-07-10
基金项目：温州市科技计划项目：新型远程可视化河道漂浮物自动清理机器人的研发（项目编号：G2*******）作者简介：李晓星，（1984-），男，陕西渭南人，硕士研究生，讲师，主要研究方向：机械产品设计
1 引言
经济的快速发展使得社会物质文明高度进步，人们的生活有了质的飞跃，但是发展也带来了各种各样的环境问题，特别是我们人类赖以生存的水资源。我国水体污染日益加剧，社会影响巨大，造成的经济损失更是无以估量。在经济不断发展的今天，人们已经越来越意识到环境保护的重要性，特别是水体保护的重要性，这不仅仅是美化我们的生活环境，创造更加适宜的生存空间，而且更是对经济、对人们的日常生活有着十分深刻的影响。
通过查阅国内外相关河道清理机器人文献[1-5]，一般均通过燃油作为能源驱动，存在各种污染，国外现有的水面漂浮物清理机器人集水面漂浮物清理、油污水处理等多种功能，但是其体积相对较大，能耗大，使用成本高，不适合在狭窄河道、湖泊等水域清理。国内现有的景区湖泊、河道仍然停留在人工打捞阶段，效率比较低，工作强度比较大。因此，我们设计了一款采用电源驱动的远程河道清理机器人。
2 河道清理机器人的设计
新型远程可视化河道漂浮物清理机器人是一种新型高科技环
保产品，主要用于水面漂浮物（如漂浮垃圾）的打捞和收集工作，其自动化程度较高，能完成对各种水面漂浮垃圾远程操控收集工作，其主要由船体推进机构、漂浮物收集机构、双船体结构、平行四边形控制的旋转盘机构等组成，三维装配示意图，如图1所示
。
图1河道漂浮物清理机器人三维结构示意图
Fig.1The Three-dimensional Structure Schematic
of the River Floater Cleaning Robots
2.1 漂浮物收集机构设计
由于该机器人主要应用于河道、湖泊等水域，漂浮物上会粘附大量的水，其收集装置不能采用簸箕类型，因此，我们设计为滤网式的收集铲。该收集机构主要是由支撑架、电机、曲柄、连杆、滤
摘要：随着社会经济的快速发展，城市河道、湖泊的污染越来越严重，设计了一款河道漂浮物清理机器人，对其漂浮物
收集机构的动力学问题进行研究，通过位置、速度分析，建立了动力学模型，采用特征结构配置的方法进行解耦分析，得到解耦模型。运用ADAMS 动力学软件建立了虚拟样机模型并验证了解耦模型的可行。通过样机模型的制作并进行试验，验证了该河道清理机器人机构运行平稳，清理效果良好，为城市河道、湖泊水面漂浮物的清理提供了一种可行的方案。关键词：河道清理；机构；耦合；仿真
中图分类号：TH16
文献标识码：A 文章编号：1001-3997（2018）01-0239-03The Dynamic Modeling and Simulation of the Garbage Collection
Mechanism for River Cleaning Robot
LI Xiao-xing
（Zhejiang Industry ＆Trade Vocational College ，Zhejiang Wenzhou 325003，China ）
Aｂstract ：With the rapid development of social economy ，urban river courses and lakes pollution is more and more serious.In
this paper ，designed a floating river cleaning robot.The dynamics of the floating collection mechanism is studied.Through the position and velocity analysis ，the dynamics of the floater collection agencies model is established.The decoupling model is obtained by decoupling analysis by means of feature structure https://www.doczj.com/doc/4010064684.html,ing ADAMS software to establish the virtual prototype model and verify the decoupling model is feasible.Make and test the prototype model.It is verified that the operation of this channel cleaning robot is stable and the cleaning effect is good ，and it provides a feasible scheme for the cleaning of the floating objects in the urban river channel and lake.
Key Words ：River Cleaning ；Agencies ；Coupling ；Simulation
Machinery Design ＆Manufacture
机械设计与制造
第1期
2018年1月
239
万方数据