水面可移动清洁机器人

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1、编号机电产品创新设计竞赛方案书（2013）项目名称：水面可移动清洁机器人所属类别：其他申报人：xxx所在院系：交通学院所在专业：机械设计制造及其自动化2013年9月项目名称水面清扫机器人项目类别A：梦工厂（）B：梦幻课堂（）C：其它（√）（请勾选）申请者情况2项目负责人获奖情况研究内容提要（100字左右）近年来，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，譬如在水面上飘浮着的各种垃圾。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。需要通过机器人代替清理,既减少了危险，又可以提高工作效率。国内外本项目的研究状况：很多发达国家致力于水面污染治理设备的研究，如石油

2、清理设备，很多是用于大量泄露石油的清理。针对中小型湖泊水域环境的治理，国内常州超媒体与感知技术研究所有过对这方面的研究，该机器人可以清除漂浮在水表面的垃圾，蓝藻。它体积小，动作灵活，对于小区域的打捞效果极好。因此，开发一种性能优良，价格便宜，操作简单，使用安全的自主式智能水面清扫机器人已成为一种必要，而且有较好的市场前景。项目的创新点（100字左右，请分条列出）（1）通过单片机和人的控制去协调各系统完成各项任务，如调向，前进后退。（2）通过各种传感器得到相应的信号，将其转化成数字信号，与单片机中所存储的程序（信号）进行比较，然后使船体做任务。（3）利用光束遮断式传感器去检测垃圾仓是

3、否已满，进而判断是否返回起始点。（4）采用双电机驱动，利用中央差速器控制两个电机转速，进而调整船体方向。(利用光电编码器反应速度）（5）通过图像采集系统实时向操控者传送图像信息。项目的研究意义与选题依据随着工业的发展，人们在注重经济效益的情况下忽略了环境的污染，很多生活垃圾，工业垃圾直接投放到河流湖泊里，这些垃圾在我们生活用水中会给我们的身体健康造成威胁，在旅游景点中影响观赏性，给我们造成很多烦恼。水面清洁机器人可以减少人为深海作业的危险，大大提高捕捞效率，很好的改善水质环境。，项目具体设计方案★ ★ ★(方案流程图）垃圾仓图像采集器红外接近传感器器光束遮断式传感器数字信号单片机将

4、图像信息显示到遥控器显示屏，进行操纵自动关闭垃圾仓门收集垃圾避开障碍物返回起点倾倒垃圾电机驱动系统基本效果图遥控天线船体（左右两个）摄像头控制系统螺旋桨垃圾仓（网状）光束中断传感器吸力装置红外接近传感器（左右两个）各个系统介绍：（1)船体：主体分左右两个船舱体，船体中间有网状垃圾仓，仓后有一个电机来控制吸力装置，使两船体中间水流速度相对向后，漂浮垃圾随水流由船的前方经由两船体中间进入后方垃圾仓，完成垃圾的收集；船体下方设有龙骨，用来支撑船身，使船只更坚固。（2）控制系统：以可编程的单片机为核心构成控制系统，接收各种传感器等设备的输入信号，计算和输出多路控制信号，协调各驱动电机，并对

5、系统状态进行调控。（3）动力驱动系统：机器人的动力源为太阳能电池，由左右电机的速度不同控制两个螺旋桨，调整前进方向以及转弯。（利用差速原理实现，需要一个中央差速器）（4）视觉系统：显示机器人前方的视觉信息，当红外传感器向操控者报警时，操控者可根据视觉信息做出相应的判断。(5)垃圾仓：暂时存放垃圾，当垃圾装满时，第三个电机控制机器人关闭舱门，把垃圾倾倒在回收点。(6)各种传感器：红外接近传感器能够使船体在接近障碍物一定距离时向操控者报警，防止机器人与岩石或其它非漂浮物体相撞；光束遮断式传感器用来判断垃圾仓是否已满。光电编码器可以反馈机器人的行进速度。传感器采集的信号转化成数字信号，传

6、递给单片机，单片机将已经存储的信息与电信号对比，作出判断，然后发出相应的信号:1.若传给垃圾仓已满的信号，单片机会定位起始点，机器人会自动回到起始点等。2.当接近障碍物一定距离是会自动向操控者报警。图像采集器会将采集到的图像信息实时传递给操控者，当出现报警时操作者会控制机器人调整走向，进而使机器人收集垃圾或者避开障碍物。：