作品名稱：海參捕撈機器人的創新設計
學校名稱：山東理工大學
參賽隊伍：藍海壹號
參賽學生：程文青 翟長攀 劉磊
指導老師：宮金良 李昌朕
1、開發背景
隨著人們生活水平的提高，人們對海參的需求量逐漸增加。經調研發現如今海參的捕撈方式以人工和拖網船為主，人工捕撈面臨著成本較高、效率低下、危險系數大等問題，拖網船捕撈易破壞水下生態環境，通過查閱資料，以水下機器人代替人工捕撈可以有效解決上述問題。在現有技術中，水下機器人主要應用于海底勘測、管道檢查、能源開發等領域，在海洋水產捕撈方面面臨著技術欠缺，功能不完善，因此，迫切需要研究出一款功能完善的海參捕捉水下機器人。
2、創新設計
TRIZ（發明問題解決理論）理論體系是目前國際上較為系統完備的創新方法，本產品將依托TRIZ理論進行分析，尋找解決方案，并結合目前現有先進技術解決技術問題。
（１）依托目前現有的蛇形機器人技術，以多自由度蛇形機械手臂作為機器人的工作手臂，自由度蛇形機械手臂靈活性強，橫截面積小，結構協調性優良，能夠實現在巖縫下捉取海參，減少機械臂與環境的碰撞概率，大大提高工作效率。
（２）海底環境復雜，巖石、珊瑚等不規則物體較多，為增強水下機器人工作時的穩定性，底部采用四個三葉輪作為支撐。當水下機器人機體在水底傾斜度到達一定角度時，三葉輪通過旋轉調整機體平衡，同時增強機器人的越障能力。
（３）依托TRIZ理論體系設計收集裝置。利用分割原理1，將目前一張大收集網分割為四個小的收集網；利用重量補償原理8，在收集裝置頸部安裝一個可充氣氣囊；利用動態化原理15，將目前固定的收集網設計為可以上浮移動的收集網。
（４）設計斜型彈性止回裝置。當海參因為重力從上往下落到斜型彈性止回裝置時，支撐軸擠壓彈簧收縮，擋板傾斜程度變大，通過間隙增大，海參落入收集網中。海參通過后，擋板向下無作用力時，彈簧舒張，彈簧彈力使支撐軸支撐擋板恢復初始狀態。當海參從下朝上擠壓擋板時，彈簧無作用力，支撐軸此時給擋板斜向下的拉力，擋板遮擋漏斗頸部使通過空間減小，防止海參通過。
（５）設計電磁鐵鎖緊機構，所述電磁鐵鎖緊結構由彈簧、傳動軸、夾具、強力電磁鐵組成。工作初態，強力電磁鐵通電克服彈簧彈力吸引固定傳動軸，傳動軸帶動夾具夾住收集裝置將其固定，利用杠桿原理放大夾具的作用力使收集裝置不會脫落。當收集裝置需要和水下機器人脫離時，對電磁鐵進行斷電處理，電磁鐵磁力消失，傳動軸和電磁鐵分離，傳動軸受彈簧彈力作用向前移動，夾具對收集裝置的固定解除，收集裝置和水下機器人分離。
3、先進性
（１）全自動海參捕捉水下機器人可以大大節省人力物力，消除了人工捕捉的危險性，提高工作效率。
（２）通過查閱大量資料以及充分的調研發現，現有的水下機器人捕捉技術存在效率低下、對海底環境適用性差等缺陷，海參捕捉水下機器人的創新設計與研發有效地解決這一問題。
（３）隨著水下機器人技術不斷發展，未來將會有更先進的技術出現，力求在保證基本功能的同時，實現對其他海洋水產品的捕捉。
