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作品名称：水面垃圾清理机器人
学校名称：山西晋中理工学院
参赛队伍：芝麻开花杰洁高
队伍编号：199155
参赛学生：赵盈洁刘腾杰
指导老师：闫晓婷
投票日期：2024年10月08日 00:00->2024年12月05日 15:00
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详细说明

开发背景：
随着工业化和城市化的快速发展，水体污染问题日益严重，对水环境和水生态造成影响。传统的人工打捞方式难度大、效率低，且存在安全风险，因此水面垃圾清理机器人应运而生，以提高清理效率和安全。
结构说明：
(1)固定架：固定架是清理收集装置中所有机构的主要承载结构,其中聚集机构和运送机构都是直接固定安装在固定架上，而垃圾存储箱通过固定架和船体的共同作用进行固定更加重要的是整个清理收集装置是通过固定架与船体固定连接的。
(2)聚集机构：聚集机构的作用是把垃圾从水体中分离出来，然后搬运到运送机构中。主要是中聚集电机、电机支座、同步带、轴承支座和收集机构组成，其中收集机构主要包:集支撑杆、轴承支座和旋转收集架，其中聚集电机是通过电机支座直接固定安装在固定架的内部上,同步带也直接固定安装在固定架的外侧面上。左右两侧的收集支撑杆前端通过轴承支座安装在固定架上，另一端通过轴承支座将旋转收集架固定住。聚集电机通过同步带的传递作用带动收集机构转动，完成垃的聚集工作。
(3)垃圾存储箱：垃圾存储箱的作用是将收集来的水面垃圾进行储存,待清理工作完成之后带回岸上集中环保处理。其主要结构有限位固定块和收集箱，收集箱被限位固定块和固定架共同固定在船体上，在收集箱装满时，可以直接垂直向上取出收集箱，方便快捷。使用说明：固定架与船体固定连接清洁收集装置。通过电机支座直接将聚集电机固定安装在固定架的内部上，同步带也直接固定安装在固定架的外侧面上。左右两侧的收集支撑杆前端通过轴承支座安装在固定架上，另一端通过轴承支座将旋转收集架固定住。收集箱被限位固定块和固定架共同固定在船。其中船体可以进行挖空设计，将其他的重要零部件安装在里面。使用说明：固定架与船体固定连接清洁收集装置。通过电机支座直接将聚集电机固定安装在固定架的内部上，同步带也直接固定安装在固定架的外侧面上。左右两侧的收集支撑杆前端通过轴承支座安装在固定架上，另一端通过轴承支座将旋转收集架固定住。收集箱被限位固定块和固定架共同固定在船。其中船体可以进行挖空设计，将其他的重要零部件安装在里面

一、机械收集原理
1.打捞装置：通常采用类似网状或耙状的结构，能够有效地拦截和收集水面上的各种垃圾，如塑料瓶、树枝、树叶等。这些打捞装置的形状和大小可以根据不同的清理需求进行设计。2.旋转机械臂式清理机构工作原理:使用旋转机械臂进行旋转运动直接捕捉和收水面上的垃圾，通过输送带运输到垃圾集装箱。这种方案配备有摄像头和传感器来设别垃圾位置和种类。优点:可以精准地选择和清理特定的垃圾物品，减少误捕，于小型固体垃圾的收集，如塑料瓶、树枝等。对生态环境的干扰较小，尤其是在避免损害水生植物的场合。缺点:清理效率相对较低，特别是在垃圾分布广泛或众多的情况下。
二、动力驱动原理电动驱动：水面垃圾清理器采用电动马达作为动力源。电动马达具有功率可调节、操作方便、环保等优点。通过电池或连接外部电源为电动马达提供能量，马达驱动清理器的推进系统和打捞装置，使其在水面上移动并进行垃圾清理。
三、智能控制原理1.传感器技术水面垃圾清理器可以配备各种传感器，如超声波传感器、红外线传感器、摄像头等，用于检测水面垃圾的位置、大小和形状。超声波传感器可以通过发射超声波并接收反射波来测量垃圾与清理器之间的距离；红外线传感器则可以检测垃圾的热辐射，从而确定其位置；摄像头可以拍摄水面图像，通过图像处理算法识别垃圾并确定其位置和大小。2.自动控制算法根据传感器检测到的信息，清理器可以采用自动控制算法来调整自身的运动轨迹和打捞装置的工作状态，以实现高效的垃圾清理。当检测到大量垃圾集中在某个区域时，清理器可以自动调整方向，前往该区域进行清理；当垃圾较大时，打捞装置可以自动调整角度和力度，以确保能够有效地收集垃圾。