作品名稱：新世紀景區智能環衛機器人
學校名稱：山東科技大學交通學院
參賽隊伍：創智隊
參賽學生：姜偉寧 孫科舉 李洋
指導老師：劉倩婧
開發背景：
家用清潔機器人雖然現在已經實現，但比較中規中矩，局限性較大。人為操控因素太多，機體過于古板。對于當今日益繁華的社會，人們對生活質量的要求越來越高，旅游業的高速發展，普通清潔機器人在人員較多的旅游景點使用價值幾乎為零。但景區的環境遭到破壞，對于景區（中央公園等漏天野外場所），尤其是節假日期間，游客的流量非常大，對其游賞場所帶來大量垃圾，污染環境會加大工作人員的工作量。為彌補普通清潔機器人的不足，設計此款機器人。在滿足清潔工作的需要的同時提高其觀賞價值，以適應旅游業的高速發展。
結構說明：
（1）頭部結構
頭部結構主要包括眼睛和脖子兩大部分。其中眼睛通過連接軸與脖子相連，采用高像素攝像頭和人臉識別系統，定位工作場景內的工作目標，通過編碼程序將易拉罐，塑料袋等圖像編入識別，且能夠對非垃圾物品自動躲避。
脖子處采用五連桿機構，每個機構之間利用轉動副連接，步進電動機驅動，將步進電動機與編碼器集成，使其能夠精確 地向左右兩方向各進行 0-180 度的旋轉和前后進行移動觀察。
（2）身體結構
身體結構主要包括太陽板，前、后擋板，超 聲波傳感器，電源顯示器，LED 燈，控制系統和蓄電池等裝置。身體內部嵌入左右兩塊內擋板，將身體內部劃分為工作區與系統放置區，內擋板前后兩側設有溝槽，與前、后擋板槽口配合控制前、后擋板的 開啟與關閉。身體前部設有電源顯示器，在電量不足或充滿時，通過內置傳感器反饋電路進行自動充電與斷電。在身體四周設有 LED 燈與 太陽板裝置，通過對太陽能與電能的轉換，增強其續航能力，LED 燈裝置的目的主要為是光線不足時提醒行人其存在性，并增加了其夜晚的觀賞價值。身體工作區上方設有接觸開關，當垃圾容量設定值，接觸到接觸開關時前擋板開啟進行清理工作區垃圾。身體底部設有控制系統與可移動芯片，控制系統相當于人的大腦，對整個機器人裝置進行控制，可移動芯片主要用于對其跟蹤定位，以便于工作維修人員及時更好地發現其
（3）手臂結構 手臂結構模擬人的手臂，分為兩個關節，為四連桿機 構，包括箱臂連接軸，手臂旋轉軸，手臂伸縮軸與手指等結構。箱臂連接軸與身體部位利用滑槽配合，使其沿“身體”兩側的滑槽前后移動，在手臂始端設有手臂旋轉軸，使手臂可以近 270 度的旋轉，手臂伸縮軸可以使手臂長短收縮，以適應不同距離與高度的工作位置。手掌部分有三根手指，能夠更穩的夾取目標。
（4）腿部結構
腿部結構采用不同于一般的清潔機器的輪式結構， 本產品腿部驅動部分采用雙驅動履帶，通過機器人的雙驅動履帶保持 它的重心，達到一種動態平衡。新世紀景區智能環衛機器人裝備了測 速儀和陀螺儀，以監控身體移動，并探測身體是否失去平衡。由單片 機控制的電動機能夠隨機調整下肢動作，防止它跌倒。雙驅動履帶可以自由調整各種角度，具有較強的越障能力，使其更好地適應不同地 形和
在同一地形內的不同高度的工作環境。
功能與使用說明：
設計此款新世紀智能景區環衛機器人，主要是使機器人工作于多游客的野外場所，對易拉罐與塑料袋 進行收集，處理。手臂結構模擬人手臂，分為兩個關節，腿部結構采用雙驅動履帶，雙驅動履帶可以自由調整各種角度，具有較強的越障能力，脖子部位采用五連桿機構，使其能夠向左右兩方向各進行 0-180 度的旋轉和前后進行移動觀察，新世紀景區智能環衛機器人在不工作時，頭部結構與腿部結構可以收縮到身體內部，形成四方體軀體，減 少其耗電量，增強續航能力。
