水面垃圾清理机器说明书.doc

水面垃圾清理机器说明书
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S the rotating roller assisted garbage collection, collection and long distance water waste through figure pass system image, a control system based on STM32 chip 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: human-computer interaction; Energy conservation; High efficiency; Double hull. Figure pass; STM32; Rotating roller
三．引言
随着社会的发展，人们的生活质量不断提高，产生的垃圾也越来越多，由于环保意识的缺乏，很多垃圾直接或者间接的进入江、河、湖、海，造成现如今水污染严重的局面，而水是生命不可或缺的自然资源，治理水污染势在必行。现如今的水面垃圾清理方法多采用费时、费力的人工打捞，即使有些地方使用机械清理的方式，但大部分都是采用较大型机械，不仅浪费能源，而且还会产生二次污染，难以普及使用。因此设计一款实用性很强的水面垃圾清理收集装置是社会的需要。
本文设计制作的水面垃圾清理机器人结构稳定、灵活，采用电力驱动，无需浪费大量能源且节约环保，由人工远程遥控船体移动并进行垃圾清理，节约了人力、提高了效率，通过其上安装的图传系统能够在远距离情况下精准快速的将垃圾收集。由这些特点可以看出，此款水面垃圾清理机器人可以取代传统的人工打捞方式，有很好的应用前景。
四． 机器人结构设计
四．1 整体结构设计理念
此款水面垃圾清理机器人整体采用双体船结构。双体船结构稳性很好，为了追求快速性能，提高工作效率，现在的船体基本都是细长的，长宽比7：1，甚至9：1。船倾斜后的回复力矩和水线面的惯性矩有关，简单来说细长的船体横摇时回复力矩小，很容易左右摇晃。但是双体船船体分为左右两个，横摇时回复力矩是同样排水量的单体船的若干倍。就好比一个扁担和一块木板扔在水面上，扁担能左右晃不停而木板很稳。而在水面进行垃圾清理，稳定性是非常重要的，双体船可以在承受较大风浪的前提下仍能稳定工作。双体船宽度较大，两船体之间的空间开阔，而此款水面垃圾清理机器人需要安装容量较大的网状式垃圾收集箱，船体宽度范围内需要安装有效的辅助垃圾收集的滚刷结构，另外还需要安装控制系统，而双体船宽阔的空间使得这些设备能够合理有效的布置。
四．2 整体结构设计
两侧船体如图1所示,采用100*150*440mm规格的PVC方形管制成，PVC管重量较轻且密封性能好，是制作船体的很好选择。船体前端和后端均采用流线型结构，可以减小水流阻力，提高船体行驶
速度。前端和后端用PLA材料经3D打印制作而成，强度高，质量轻盈且
防水性能好。船头、船尾和PVC方管采用M4圆头螺钉相互连接，连接处以及铆钉处用防水密封胶密封，防止船体因漏水影响正常工作。左右船体内部使用泡沫填充，使得防漏水工作得到双重保障。3D打印船尾底部有螺旋桨固定瓦片，以便螺旋桨推进器的固定。

图1船体实物图及三维模型图
左右船体采用10mm*20mm规格的铁质方管焊接而成的框架连接，如图2。框架总体尺寸为270mm*335mm，顶部采半径125mm的弧形结构，以方便流线型船壳固定，底部为水平结构。船体和框架用螺钉连接，连接处用密封胶进行防水处理，连接后船体总宽度为470mm，左右船体之间空隙尺寸为250mm*200mm，用以放置垃圾收集箱。

图2船体连接架实物图及三维模型图
四．3 垃圾收集装置设计
水面垃圾清理机器人实现的主要功能是垃圾的收集和倾倒，本设计采用如图3所示网状式垃圾收集装置，容