大賽作品詳情
作品名稱：清道衛士
學校名稱：浙江同濟科技職業學院
參賽隊伍：賈維斯CNz
參賽學生：陳嘉豪 張晨 倪書垚
指導老師：劉娟
詳細說明
近年來，隨著計算機技術與人工智能科學的飛速發展，智能機器人技術逐漸成為現代機器人研究領域的熱點。其中，服務機器人開辟了機器人應用的新領域。服務機器人的出現主要有三大原因:一是勞動力成本的上升;二是人類想擺脫枯燥乏味的體力勞動，如清潔、家務、照顧病人等;三是人口的老齡和社會福利制度的完善也為某些服務機器人提供了廣泛的市場應用前景。服務機器人區別于工業機器人的一個主要特征就是服務機器人是一種適用于具體的方式、環境及任務過程的機器人系統，其活動空間大，具有在非結構環境下的移動性，因此服務機器人大多數是移動機器人。所以在此大背景之下機器人應運而生，順世界之大潮流而為，我們這款河道作業機器人一方面能解決河道垃圾和污染，另一方面能解決人工成本過高問題。河道清潔一直以來也屬于是高危產業，這款設計能達到減少工作風險的作用。河道清潔機器人其造型類似于一只大型的龍蝦，全機采用耐腐蝕性較強的鋁合金材質，能保證機器較長時間的工作，能在水里作業并保證機器的安全性和穩定性，不會出現機械外殼出現腐蝕等情況。另一方面機器巨有較高的防水能力，避免滲水造成燒壞主板等問題，其次裝有信號接受能力較強的操控設施確保在水下也能精確的完成命令指令的操作。其外形是龍蝦能確保周邊魚類不會對機器作業產生影響，避免魚群的混亂影響機器作業，另一方面也能減少對生態平衡的影響。在追求經濟發達的現代，環境污染問題日益嚴峻起來，污染一詞與時代掛鉤，嚴重的影響到了人類正常的生產生活。其中尤其是水污染，水資源是人類生產生活中最基本的奠基石。工業廢水排放，水體富營養化等問題嚴重的影響了人類對水資源的利用，尤其是我國面臨著人均水資源嚴重不足的情況下，解決水體污染問題刻不容緩。在追求經濟發達的現代，環境污染問題日益嚴峻起來，污染一詞與時代掛鉤，嚴重的影響到了人類正常的生產生活。其中尤其是水污染，水資源是人類生產生活中最基本的奠基石。工業廢水排放，水體富營養化等問題嚴重的影響了人類對水資源的利用，尤其是我國面臨著人均水資源嚴重不足的情況下，解決水體污染問題刻不容緩。而傳統的人工處理方式，一方面費時費人，而且人工清理效率較低，質量較差，受較多外因影響，具有較多的清潔死角，會造成水上垃圾長期堆積的不利影響，而且人工處理，對水下的清潔作用較弱。另一方面，人工清理具有一定的安全隱患，而且長時間作業會影響生態。該作品的基本工作原理：在潛水艇的兩側加入類似龍蝦鉗子的機械手臂用來清潔，夾水中垃圾等。在龍蝦頭裝一個可上下伸縮的頭部，龍蝦內部放入類似導彈一樣的中和污水的化學物品，用來凈化河水中的污水。該機器人兩側的機械手臂上的鉗子能打開，呈Y字型使龍蝦浮在水面上用來清理河水中富營養化的綠藻，水葫蘆等。機械臂是機器人最主要的工作部位，利用機械臂可以達到完成水面水中等多個場所的垃圾分揀，解決這些人力無法解決的清潔死角，機械臂的工作效率，利用紅外感應判斷出垃圾的位置，精確的完成垃圾處理工作，同時也能排除一些生物的影響，具有一定的判斷能力。動力系統能達到10m/min的速度，具有8個小時的清理續航，能提高工作效率。能完成潛水艇的一般作用完成基本的下潛功能，達到水下作業的目的。機器人具有水上水下雙模式作業功能，具有較高的能力，依靠螺旋漿作為動力設施完成水中的推進作用。機械手臂用的是機械齒輪來工作。里面有用到控制系統，在機械手臂工作是用控制系統來達到目的，在“龍蝦”頭部裝一個感應器，在海底的時候遇到海洋垃圾“龍蝦”頭自動檢測到這個海洋垃圾，把信號傳遞到機械手臂上的感應系統，感應系統把信號轉化成機械手臂的動能，使鉗子能夠張開和閉合，把海洋垃圾，撿起來并放入龍蝦的背部，龍蝦底部有一個垃圾筐，能夠使海洋垃圾裝進筐里，到岸上由使用者倒入垃圾桶中。龍蝦頭可上下伸縮是在龍蝦頭部裝有一個類似酸堿程度測試的探測頭能夠檢驗，河水中的酸堿程度，通過龍蝦頭中的感應器，將信號傳到龍蝦內部，發射出一枚酸堿中和化學藥劑，使這枚炮彈能夠在水中爆炸和河水中的污水中和用來凈化河水中的污水，使污水凈化成干凈的河水。清潔藥水海水富營養化的操作系統就是在龍蝦頭那個探測頭，當“龍蝦”在河水面上“巡邏”的時候遇到河水中的富營養物質，在龍蝦頭里面輸入一個代碼遇到此類事物時，將信號傳導機械手臂上機械手臂作出反應，使鉗子呈“Y”字形狀將河水中的富營養物質推到河岸邊，操作者可以用網把富營養物質撈上來倒入垃圾桶。該作品的三大特色：1.實用性：該作品模仿小龍蝦的基本特征外型，具備水上清理和水下清理倆項功能，依據紅外的探測儀器做出基本的判斷。同時具有承受較大風浪的能力還具有良好的操作性以及較大的裝載量。并且該作品機動性高可進入較為狹窄的空間進行打撈作業。打撈裝置仿照小龍蝦鉗子可打撈絕大多數垃圾，在其尾部有專門的過濾裝置可過濾垃圾所攜帶的大部分水分以此提高垃圾箱的空間利用率。2.先進性：該作品使用太陽能電板輔助蓄電池的能源搭配，采用電動機驅動，適用于，小型機器人的動力和環保節能的要求。該作品使用無線電遙控設備控制清理全過程，只需二位工作人員，覆蓋范圍大，控制精準，操作簡單。該作品還同時具備清理垃圾和檢測水體富營養化倆項功能。3.創新性：有效解決旅游、休閑景區、小區等封閉水域以及小型水庫、港口等垃圾清理問題。還可以檢測河水中的富營養物質并作出相對反應。該作品采用電力驅動輔以太陽能電池板節能環保低噪音。控制裝置采用手動與自動相結合使得操作輕松簡便。
