作品名稱:海底珊瑚修復機械
學校名稱:四川航天職業技術學院
參賽隊伍:守瑚
參賽學生:馮杰 湯舉有 趙健植
指導老師:卿四廣 彭世能
產品簡介
開發背景
全球有5億人直接依賴于珊瑚礁生態系統生活,珊瑚礁生態系統的框架,提供最豐富的海洋生物多樣性,以不足海洋0.2%的面積提供的30%的海洋生物家園。隨著自然環境的不斷惡化,全球珊瑚礁超過二分之一的珊瑚礁已經嚴重退化,人民財產損失嚴重。
目前修復珊瑚礁的技術方法:
珊瑚幼苗培育:
珊瑚有性繁殖技術(苗體受精—生物)
珊瑚無性繁殖技術(將成熟珊瑚剪斷,讓斷肢在海底長大)
珊瑚底播移栽技術
1.扦插底播移珊瑚:缺點是受底質影響大﹑不夠穩固﹑難以固定塊狀或片狀的珊瑚。
2.用移栽釘固定珊瑚: 缺點為水下操作繁瑣、效率低﹑需要人工較多。
3.用水下膠固定珊瑚: 缺點是水下膠的成本高水下硬化速度影響操作,效率低﹑部分成分可能污染海水。
4.人工礁體移植珊瑚: 成本較高﹑易受沉積物和珊瑚敵害生物影響﹑需要船只和機械協助﹑要求有平坦海底用于投放礁體是其缺點。
結構說明
作品總共分四大模塊,分別是控制、移動、庫料和核心運動模塊。其中核心運動模塊是機器的主要工作部分,它分為以下三個部分,
1.鏈條通過舵機將珊瑚釘運輸到三角卡扣機械手中;
2.橫向舵機通過連桿與導軌的配合完成滑塊左右移動。滑塊移動再通過齒輪齒條轉化為機械手的旋轉,實現珊瑚的二次轉移。
3.縱向舵機通過連桿與導軌配合實現栽種與鉆孔機構的上下相對運動。
栽種機構依靠斜面與導軌已珊瑚釘中的斜面接觸,使常閉狀態下的栽種機構打開,完成珊瑚釘在夾緊、脫離。
功能與使用
通過目前珊瑚修復的現狀分析,團隊提出了采用機械自動化代替人工海底作業實現珊瑚修復。通過智能視覺識別系統,珊瑚車自動化系統,海底行進模塊,終端操作模塊。實現珊瑚車在海底自動完成珊瑚修復任務,無需人工下潛、無需人工操作。
采用四個水中推進器為主要驅動,履帶為輔助驅動,可以在海底復雜地形中浮動及行進,解決了人工下潛海底操作人員的人身安全無法保證的問題,并且成本大幅度降低,栽種效率大幅度提高。
2:通過水中推進器施加下壓力來保證機械不受水中浮力的影響,從而確保珊瑚幼苗與鉆孔位置一致,解決了人工移栽方式受水流影響導致幼苗位置與孔位無法確定的問題。
3:借助多重機械聯動以及單片機完成整個栽種動作,極大程度的提高了珊瑚移栽的效率。
4:鉆孔與取料采用對稱式往復連桿滑塊機構實現了機械連動,簡化結構、提高效率、降低控制難度。通過末端的限位調整器可隨時校準中心定位精度。
5:自卸式彈性卡扣,該結構由固定底座與彈性活動塊組成,通過斜面配合實現自動開合,結構簡單、自動化程度高、工作穩定效率高。