完善版垃圾清理车论文

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1、大学生机械设计大赛作品名称：智能垃圾清理车设计组员：杨铭徐亮徐佳李文亮王磊15大连民族学院大学生机械设计大赛目录一．作品选题依据二．总体设计方案的拟定三.机械部件结构设计1、主要工作部件机械手的设计2、车身部分的设计四.控制检测部分设计1.机器人的第一双“眼睛”——光敏传感器2.机器人的第二双“眼睛”——红外传感器3.机器人吸尘器控制部分五.作品的创新点六.前景展望七.附录参考文献15大连民族学院大学生机械设计大赛一、设计选材依据地球是我们赖以生存的家园，并为我们提供了如此美丽的环境。但伴随人们生活节奏的加快，社会生活正向便利化

2、、卫生化发展。顺应这种需求，一次性泡沫塑料饭盒、塑料袋等开始频繁地进人人们的日常生活。这些使用方便、价格低廉包装材料的出现给人们的生活带来了诸多便利。另一方面，这些包装材料在使用后往往被随手丢弃，造成塑料废品污染，成为极大的环境问题。我们的这个家园正在被垃圾所包围。我国是世界上十大塑料制品生产和消费国之一。早在1995年全国的塑料消费总量就高达1100万吨，其中包装用塑料达211万吨。包装用塑料的大部分以废旧薄膜、塑料袋和泡沫塑料餐具的形式被任意丢弃。据调查，北京市生活垃圾的3%为废旧塑料包装物，每年产生量约为14万吨；上海市生

3、活垃圾的7%为废旧塑料包装物，每年产生量约为19万吨。丢弃在环境中的废旧包装塑料，不仅影响市容和自然景观，产生"视觉污染"，而且因难以降解，对生态环境还会造成潜在危害，如：混在土壤中，影响农作物吸收养分和水分，导致农作物减产；增塑剂和添加剂的渗出会导致地下水污染；混入城市垃圾一同焚烧会产生有害气体，污染空气，损害人体健康。如何来解决垃圾问题呢？一般来说，采用卫生填埋、高温堆肥和原料化利用15大连民族学院大学生机械设计大赛这三种方法，基本上可以使垃圾处理达到减量化、资源化和无害化。然而，无论是卫生填埋、高温处理、还是变废物为原料，

4、其中很重要的一项就是垃圾的清理和回收工作，但是国内的清理和回收工作自动化程度远远不够，于是消耗了大量的人力资源去清理和回收，而垃圾清理人员每天生活在肮脏的环境中，呼吸着熏天的气味，并时常被人误会为“脏”的代名词，严重危害着垃圾清理和回收人员的身体和心理健康。为了推进垃圾清理工作的现代化进程，为了改善垃圾清理工作的环境，更为了垃圾清理人员的身体健康，我们有责任，也有义务利用所学知识设计制作一种机械化，智能化的设备来帮助和取代垃圾清理人员的工作，为国家和社会分忧！为保护地球家园出一份力！二．总体设计方案的拟定根据清理车的工作要求，为

5、了实现其清理垃圾整个过程中的轻巧快捷，要使主要机构机械手的每个服伺电机都要有其准确的定位角度。同时在判断垃圾，拾取垃圾，把垃圾放入翻斗的过成中每一阶段之间的间隔时间一定要控制合理。清理车分为机械部分和控制部分，其控制及清理过程如图1所示15大连民族学院大学生机械设计大赛单片机控制系统启动底部吸尘器检测到垃圾停车关闭吸尘器车行进，并启动内部传感器启动机械手拾取垃圾把垃圾放入后备箱图一.控制及清理过程启动机器人，清理车行进，吸尘器启动，清理小垃圾；同时红外及光敏传感器发挥其测障及判断垃圾位置的功能，定位垃圾，机器人停车，吸尘器停止工

6、作，拾取垃圾，把垃圾放入后备箱中。然后继续前行，如此循环，直到拾取指定数目垃圾为止，最后将垃圾运送到在指定地点，卸下垃圾，完成任务。三.机械机构设计1、主要工作部件机械手的设计根据机械手的设计任务要求，及其运动功能要求：简单、灵活、准确、自由度高。我们选择伺服电机来构造机械手，就是因为它控制简单、装配灵活，而且能实现的自由度也比较高，且当今所有机械手都是由伺服电机构成的，正符合我们的要求。我们的机械手采用7个伺服电机组成，其机构运动简图如图2所示。15大连民族学院大学生机械设计大赛图二.机构运动简图我们采用的伺服电机其工作范围-

7、90°—90°，所以由此7个电机组成的机械手其工作区域为180°，工作半径为200mm，其自身关节为6个，实现自由度为：F=3*N-(2*P1-Ph)=3*7-(2*7+1)=6。机器手组装采用此蛇行结构，可以使各个关节的灵活运转，但是这样会产生重心不固定的问题，所以我们要严格控制各个动作的重心位置，从而保证其运动过程的平稳。要控制重心的位置，就必须控制每个伺服电机的旋转角度。表一、机械手各电机伸出与缩回角度（单位°）手指1-25-25-2515-24-24-24-24-23关节2906040101030308890关节3-90

8、-90-60-60-60-70-70-70-71关节4-90-30-13-13-13-13-33-64-80关节5707040-45-45-15357580关节6-10-10-10-10-10-10-10-10-10关节7-90-90-90-90-90-90-9