作品名稱：多位一體智能巡檢機器人
學校名稱：武漢東湖學院
參賽隊伍：小小智慧樹
參賽學生：高揚 游茵茵 李聰
指導老師：蘇毓
隨著我國科技和工業的發展和社會經濟的繁榮，我國對于環境保護越來越重視。國家對于環境保護投入了大力的人力物力，作為生命之源的水則是重中之中。一方面水質檢測涉及到普通老百姓生活的方方面面，一方面偷排偷放的現象時有發生。如何多快好省的完成水質的檢測與監控，成為了我國水資源保護的重要問題。工業廢水和生活廢水排入湖泊和水流，導致水污染越發嚴重，我國水質質量不斷下降，水環境持續惡化，因為污染所導致的缺水和事故頻頻發生，直接導致工廠停產、農業減產甚至絕收，并且造成了不良的社會影響和嚴重的經濟損失，對社會的發展和人類的生存構成了嚴重地威脅。當前我國內水質狀況處于局部好轉、整體惡化的形式，污染主要來源于城鎮生活污水排放、工業污水排放、農業面污染。
目前市場上已有的檢測機器人一方面水質檢測信息處理及時性差，并不具備高精度的定位尋源作用、而且針對多種檢測指標難以下手。針對這些問題，我小組研發多位一體巡檢機器人來改良現在的水質問題。
本團隊通過建設“實時檢測+向陽充能+精準定污”的多位一體化模式來實現高效率的水質檢測與監控功能，其總體設計框架如圖所示。
產品通過串口通訊將esp32-CAM模塊、5G模組、北斗模組、基站形成廣范圍、高精度的通信網絡群連接。實時數據上傳云端，后臺服務器進行算法計算通過迭代求得下一步遷移的最優解。通過步步尋優便可找到污染源，極大的提升了尋找的效率節省了人力與物力。物聯網接入用戶可以在網站與微信小程序上看到實時檢測值，并且可以人為遠程操控。通過將控制數據返回云端，再傳達相關指令給檢測機器人。
產品的機械結構主要采用齒輪傳動結構，在主板下方安裝一電機，通過齒輪帶動船體兩側明輪，明輪旋轉帶動船體前行。在船體的上方設有一個機械臂，帶動太陽能板完成向陽，其中通過軸承完成轉動動作，并通過一桿件同軸連接上方托舉，完成太陽能板的徑向轉動在船體的底部設有兩塊船舵，用于對小船的方向進行操控，當水流劃過時，通過擺動兩個板塊產生舵阻力，此時舵升力方向垂直于舵阻力，舵升力相對于船體產生的轉舵力矩使得小船可以在水上自由轉向。利用PID對于太陽能板的向光做一個閉環控制，當光敏電阻產生的沖擊電流會產生一個沖擊電壓。其中會產生一個偏移電壓，偏移電壓等于現在的電壓值減去平衡值。當偏移電壓過大是就會產生劇烈的震蕩，會讓太陽能板的偏移角增大，其直接影響太陽能板方位角收斂到正確位置的速度。
