机械5

摘要 文中设计了的水面垃圾收集机器人通过四个水流喷射推进器作为动力来源，相比螺旋桨可以有效地降低在小型水域遇到水草缠绕的概率，同时还降低了对水生物造成伤害的可能性。执行部件都采用微型电动机，整机的动力来源依靠由锂电池+柔性太阳能板作为基本构成的能源系统提供，保障了整个机器人的执行部件和控制系统提供稳定的电力来源。控制方案设计采用了主动控制+辅助控制的设计思路，使用自主路线矫正技术和超声波避障技术辅助人工进行遥控，在工作时，降低了机器人的操作复杂度，提高垃圾收集的效率。使得操作人员可以在岸边即可完成清洁任务，保证了人员的安全性。本机器人相对传统的清洁方式来说，自动化程度和效率都有了较大的提升，但是和更为先进的机器人相比，在智能化方面还有许多不足。同时这也正是本设计以后要发展和完善的方向。 关键词：水面垃圾；机器人；主动+辅助控制方案；太阳能发电 目录 1绪论1 1.1选题意义1 1.2国内外水面垃圾清理机器人研究现状2 1.3国内外水面垃圾清理机器人研究总结6 1.4本章小结7 2水面垃圾清理机器人整体方案设计8 2.1设计要求8 2.2水面垃圾清理机器人功能分析9 2.2.1概论9 2.2.2功能分析9 2.3整体设计方案拟定10 2.4本章小结10 3水面垃圾清理机器人硬件结构设计11 3.1引言11 3.2船体结构设计12 3.3垃圾收集装置设计13 3.4船体推进方案的设计17 3.5本章小结20 4水面垃圾清理机器人能源系统的设计21 4.1能源系统的选型21 4.2电池的选型22 4.3太阳能板的选型23 5水面垃圾清理机器人控制系统的设计25 5.1引言25 5.2控制系统方案设计26 5.3所需元件选型30 5.3.1单片机控制器的选型30 5.3.2电机驱动器的选型31 5.3.3传感器模块的选型31 6机器人重要零件静力学分析33 6.1同步轮的有限元分析33 6.2推进器传动轴的有限元分析34 7总结与展望37 7.1小型水域垃圾清理机器人研究总结37 7.2小型水域垃圾清理机器人研究展望37 参考文献39 致谢39 附录42