作品名稱:智能海洋清潔機器人
學校名稱:湖北汽車工業學院科技學院
參賽隊伍:夏天的風
參賽學生:時新偉 陳俊錚 李宗軒
指導老師:王永泉
我們所設計的這一款“海洋垃圾收集裝置”主要是由我國著名的潛水器“蛟龍號”的形狀而來。整體結構主要分為三層結構:由上而下分別為A,B,C三層。第一層為A層,主要裝載整個潛水器的動力系統,在A層的頂部還設置有“可伸縮太陽能板”及“垃圾掃描儀”。B層兩側設置為“蓄水倉”,主要用于控制潛水器的下沉與上浮。B層的中部主要安置控制系統,作為潛水器的控制機構,類似大腦。C層主要設置成網狀艙底,與外部相通,主要作用為收集到的垃圾放置處。潛水器頭部設置機械手臂,用于夾取垃圾,而后存入C層底艙中。潛水器尾部設置有推動裝置。
我們設計的這一款“海洋垃圾收集裝置”主要的功能是為了能智能收集沉于水底與浮在表面的垃圾。具體使用說明如下:
將裝置下放入水中,B層機艙兩側的蓄水倉充水,使得潛水器下沉。而后,艙頂的垃圾掃描儀開始尋找浮在表面的垃圾,若發現了垃圾,機械手工作,前去夾取垃圾,將垃圾存放進C層底艙中。若夾取完畢,潛水器動力系統推動潛水器前進,繼續收集下一個區域的垃圾。帶目標水域浮在水面收集完畢后,潛水器潛到水中,繼續收集水中的垃圾,直至收集完畢。最后潛到水底,按以上步驟收集水底中的垃圾,直至收集完畢或者C艙容量已滿,潛水器就返航到起始地卸下收集到的垃圾,工作完成。1.外觀設計:就目前中國“蛟龍號潛水器”的基礎上聯發設想,根據“蛟龍號”的外觀設計了我們這一款“微型蛟龍號”。艙身短而寬度大,艙內空間完美利用。在控制層(B層)內可以安裝自動航行控制系統,使得它能實現自動探路,自動航行。(目前已經有無人自動駕駛輪船)
2.“垃圾掃描儀”設置在機艙頭頂部,其功能的實現是表現在朔料、金屬、尼龍等材質的識別上,當識別到指定認為是垃圾材質的信號時,召喚機械手臂進行夾取,存放時可按照識別到的垃圾種類進行分類存放。
3.結構設計:艙身結構上設計成三層并聯的結構,由上而下分別分為A、B、C三層。功能不同,相互獨立又相互影響。設計成三層的主要原因是讓其在制造過程中可以分別先完成再合并,減少加工難度,
同時也是為了在夾取垃圾放置C艙時,不影響A、B兩艙。C艙的設計為:在前三分之一處兩側設計閘口(存放垃圾時的通口),在存放垃圾時打開,無垃圾存放時關閉。C層的尾部設計成網狀尾部,主要功能是使得C層內部與外部的水壓一致,保證在C層存放垃圾時不會因為水壓的問題影響航行。同時設計成網狀尾部的另一用處是,保證在航行的同時進行垃圾存放時,水流會從閘口流入,沖擊垃圾為C層的尾部運動,從而不會使得垃圾從閘口漏出。
4.“太陽能伸縮板”具有完全回收與展開的功能,設計在A層的尾部上,當需要補充電量時,裝置浮在表面,同時展開太陽能伸縮板,進行太陽能充電,不用擔心在執行打撈任務時因能源不足無法駛回的問題。同時在“太陽能伸縮板”的上方設計一層透明玻璃罩,是為了防止回收后的“太陽能伸縮板”下水后進水。
5. 裝置設置成三層(A、B、C)獨立艙身結構,可獨立工作、可摘卸、可隨機組合;
6.動力推動裝置設置成扇葉,與船只的動力提供系統類似。
7.機械夾取手的設計成臂部封閉型,是為了避免水下物體的纏繞影響,設置在艙頭,主要功能是夾取水面、水中、水底的垃圾, 可360度旋轉、可伸縮,能順利完成水下夾取任務。