项目申报水面清洁机器人 ppt课件

水上垃圾清理机器人设计发布时间：2021-05-17T07:31:44.148Z 来源：《学习与科普》2021年2期作者：季远1 张晶晶2 任明3 [导读] 为解决目前缺少简单方便、高效率、高安全系数的水上垃圾清理设备，提出设计一款水面垃圾清理机器人的思路尤为重要。

该模型能实现清理机器人自动巡航、远程控制的收集模式，节约大量的人力和物力资源，切实解决水域垃圾打捞难题。

模型包括机械结构设计、控制系统设计，通过提出设计产品的设计要求，为进一步机器人的设计提供依据。

季远1 张晶晶2 任明3杭州职业技术学院浙江省杭州市 310018摘要：为解决目前缺少简单方便、高效率、高安全系数的水上垃圾清理设备，提出设计一款水面垃圾清理机器人的思路尤为重要。

该模型能实现清理机器人自动巡航、远程控制的收集模式，节约大量的人力和物力资源，切实解决水域垃圾打捞难题。

模型包括机械结构设计、控制系统设计，通过提出设计产品的设计要求，为进一步机器人的设计提供依据。

1 引言随着工业和社会的快速发展，我国水体污染问题日渐突出，其中越来越多的水面垃圾则是污染问题的重要体现。

尤其是与人们生活息息相关的城市河道、景观河和水上游乐场等小水域，水面垃圾不仅对水体生态造成严重威胁，破环生态景观，影响居民用水，由于其往往大量聚集，难以清除，给居民的正常工作与生活带来困扰。

针对现有的水面垃圾清理装置在小型水域中由于体积大，难以灵活工作；多使用柴油机，噪音大同时易产生空气污染；笨重不易运输，操作人员的安全得不到保障；操作复杂，耗时耗力等缺点，同时针对小型水域深度浅、面积不大、且分布不集中、外观形状不规则等特点，本论文提出设计一种外形小巧、工作灵活、自动化程度高、能较长时间稳定工作的水面垃圾清理装置的设计思路。

2 机械结构设计要求（1）设计机器人不仅在小型水域中也可以稳定来回的工作，而且可以在陆地上稳定快速行走。

避免同类水面垃圾清理机器人需要人工运输到指定区域，然后再将清理设备从车上卸下来，抬入需要清理的水域，最后由人工驾驶驶入清理水域对水面进行清理的缺点。

小型水面垃圾清理机器人摘要：小型水面垃圾清理机器人立足于旅游景区、城市内河等狭长的静水水域，主要用于解决目前缺少高效率、高安全系数的打捞设备而给水面垃圾打捞带来的种种问题。

该机器人可对水面漂浮物等垃圾进行集拢收集、提升和储运等，可解决人工清理效率低、成本高、效果差等诸多问题，对营造绿色的生态环境有着重要的意义。

关键词：水面清理；自动化；小型水域；高效环保引言随着工业化的发展，环境问题逐渐走进了人们的视野并受到了极大的关注。

近年来，水域的污染问题越来越受到重视，尤其是旅游景区、城市内河等狭长的静水水域，由于游人或行人众多，很容易在水面积累垃圾。

目前国内对于城市河道和景区湖泊的清理主要靠人工进行，即工人驾驶机动或非机动船舶对湖面垃圾进行打捞，耗时耗力不说，而且受限颇多，无法在狭窄的水面和一些危险水域开展工作且装载垃圾较少，并且工人长期在水面劳作，安全问题也难以保证。

国外和一些国内大厂采用机动船舶进行垃圾采集，净化水域的同时又污染了空气，尽管这种方式效率很高，但仅局限于大型海面或湖面，对于城市河道和景点湖泊并不很实用。

不符合当今社会科技和工业发展的需求。

1.国内外研究现状分析1.1国外研究现状一位来自南非的企业家Richard Hardiman发明了一款名为“垃圾鲨鱼” （WasteShark）的水上机器人，它可以在港口附近自主巡游，可以“吃”掉大部分海洋垃圾。

WasteShark的出现可以持续有效地清理水面，因为水面垃圾清理的越及时，就会有更少的垃圾沉入海底。

还具备收集数据的功能，像水质、水深和天气情况等等，这些数据都能实时反馈给港口提高行船安全。

1.2国内研究现状中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所研究员刘锦淮课题组研发出“风光互补”自主式水面机器人。

其采用了风力和太阳能发电动力技术，解决了续航问题，并且可以清理水面油污。

2.整体结构设计2.1垃圾清理模块采用机械臂抓取水面垃圾，传送带辅助作业。

郑州工程技术学院实验报告（一）班级：电子二班实验题目：《水面树叶清洁机器人》学生姓名及学号：目录目录 (II)前言 (5)第一章系统方案 (6)1.1 系统组成 (6)第二章方案选取 (7)2.1.1 8051 (7)2.1.2 AT89C51 (8)2.1.3 Arduino (9)第三章硬件结构设计 (11)3.1 主控系统 (11)3.1.1 Arduino的微控制板Mega 2560 (11)3.1.1 Arduino的引脚功能 (13)3.2 船体结构设计系统 (14)3.3 电源系统 (17)3.4 动力驱动和传动系统 (17)3.4.1打捞系统 (17)3.4.2控制系统 (18)3.4.3L298N (20)3.4.4 直流减速电机 (22)3.5 垃圾处理系统 (24)3.5.1 垃圾收集装置设计 (24)3.5.2垃圾处理 (25)3.6 报警系统 (26)3.7 遥控系统 (27)3.8总体设计图 (28)第四章程序设计 (29)4.1主程序设计 (29)参考文献 (33)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。

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，在实际环境背景下，研究了水面垃圾自动打捞船的系统构成及功能、各零部件的的设计方法以及系统的实现方式。

该机器人采用稳定性较高的双船体结构，通过预估的船体大小及载重，选用了合理尺寸船体，利用网状式垃圾收集箱存放垃圾，采用传送带辅助收集垃圾，用基于ARDUINO的控制系统以及人工遥控进行方向、速度的控制。

整个机器人结构合理稳定，外观简洁美观，制作材料合理，成本低廉，采用电力驱动节约能源、无污染，且收集垃圾快速有效。

关键词：节约能源；效率高；ARDUINO；传送带；人工遥控AbstractIn order to solve the problem of the waste disposal of small enclosed water surface, this paper designs a robot which can be used to clean the surface of water.the design, calculation and check of the hull structure, power plant, salvage and transmission device, garbage storage device and other parts are carried out. Analyzed the water garbage salvage ship automatically the function of the need to implement, under the background of the actual environment, studied the water garbage salvage ship automatic system structure and function, the design method and the realization of the system of parts of the way. The robot adopts the high stability of double hull structure, through the forecast of the load and the size of hull, choosing reasonable size of the square tube as hull, PVC using mesh type junk boxes store garbage, Uses the conveyor assisted garbage collection, a control system based on ARDUINO chip and manual remote control for direction and speed control. The whole robot structure is reasonable and stable, the appearance is simple and beautiful, the making material is reasonable, the cost is low, the electric power drive saves energy, pollution-free, and the collection of garbage is fast and effective.Key words:Energy conservation;High efficiency;ARDUINO；conveyor;manual remote control前言机器人是20世纪人类的伟大发明，传感器、计算机的出现及普及，嵌入式芯片的量产及低廉的价格，使得机器人技术得到了快速的发展，而环境的污染使得河流湖泊的垃圾漂浮物越来越多，这时候机器人的特种应用便提上了日程，从航天机器人到工业机器人，再到民用机器人，清洁湖面机器人的出现便成了形式所趋。