作品名稱：水面垃圾清理機器人
學校名稱：山西晉中理工學院
參賽隊伍：芝麻開花杰潔高
隊伍編號：199155
參賽學生：趙盈潔 劉騰杰
指導老師：閆曉婷
投票日期：2024年10月08日 00:00->2024年12月05日 15:00
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隨著工業化和城市化的快速發展，水體污染問題日益嚴重，對水環境和水生態造成影響。傳統的人工打撈方式難度大、效率低，且存在安全風險，因此水面垃圾清理機器人應運而生，以提高清理效率和安全。
結構說明：
(1)固定架：固定架是清理收集裝置中所有機構的主要承載結構,其中聚集機構和運送機構都是直接固定安裝在固定架上，而垃圾存儲箱通過固定架和船體的共同作用進行固定更加重要的是整個清理收集裝置是通過固定架與船體固定連接的。
(2)聚集機構：聚集機構的作用是把垃圾從水體中分離出來，然后搬運到運送機構中。主要是中聚集電機、電機支座、同步帶、軸承支座和收集機構組成，其中收集機構主要包:集支撐桿、軸承支座和旋轉收集架，其中聚集電機是通過電機支座直接固定安裝在固定架的內部上,同步帶也直接固定安裝在固定架的外側面上。左右兩側的收集支撐桿前端通過軸承支座安裝在固定架上，另一端通過軸承支座將旋轉收集架固定住。聚集電機通過同步帶的傳遞作用帶動收集機構轉動，完成垃的聚集工作。
(3)垃圾存儲箱：垃圾存儲箱的作用是將收集來的水面垃圾進行儲存,待清理工作完成之后帶回岸上集中環保處理。其主要結構有限位固定塊和收集箱，收集箱被限位固定塊和固定架共同固定在船體上，在收集箱裝滿時，可以直接垂直向上取出收集箱，方便快捷。使用說明：固定架與船體固定連接清潔收集裝置。通過電機支座直接將聚集電機固定安裝在固定架的內部上，同步帶也直接固定安裝在固定架的外側面上。左右兩側的收集支撐桿前端通過軸承支座安裝在固定架上，另一端通過軸承支座將旋轉收集架固定住。收集箱被限位固定塊和固定架共同固定在船。其中船體可以進行挖空設計，將其他的重要零部件安裝在里面。使用說明：固定架與船體固定連接清潔收集裝置。通過電機支座直接將聚集電機固定安裝在固定架的內部上，同步帶也直接固定安裝在固定架的外側面上。左右兩側的收集支撐桿前端通過軸承支座安裝在固定架上，另一端通過軸承支座將旋轉收集架固定住。收集箱被限位固定塊和固定架共同固定在船。其中船體可以進行挖空設計，將其他的重要零部件安裝在里面
1.打撈裝置：通常采用類似網狀或耙狀的結構，能夠有效地攔截和收集水面上的各種垃圾，如塑料瓶、樹枝、樹葉等。這些打撈裝置的形狀和大小可以根據不同的清理需求進行設計。2.旋轉機械臂式清理機構工作原理:使用旋轉機械臂進行旋轉運動直接捕捉和收水面上的垃圾，通過輸送帶運輸到垃圾集裝箱。這種方案配備有攝像頭和傳感器來設別垃圾位置和種類。優點:可以精準地選擇和清理特定的垃圾物品，減少誤捕，于小型固體垃圾的收集，如塑料瓶、樹枝等。對生態環境的干擾較小，尤其是在避免損害水生植物的場合。缺點:清理效率相對較低，特別是在垃圾分布廣泛或眾多的情況下。
二、動力驅動原理電動驅動：水面垃圾清理器采用電動馬達作為動力源。電動馬達具有功率可調節、操作方便、環保等優點。通過電池或連接外部電源為電動馬達提供能量，馬達驅動清理器的推進系統和打撈裝置，使其在水面上移動并進行垃圾清理。
三、智能控制原理1.傳感器技術水面垃圾清理器可以配備各種傳感器，如超聲波傳感器、紅外線傳感器、攝像頭等，用于檢測水面垃圾的位置、大小和形狀。 超聲波傳感器可以通過發射超聲波并接收反射波來測量垃圾與清理器之間的距離；紅外線傳感器則可以檢測垃圾的熱輻射，從而確定其位置；攝像頭可以拍攝水面圖像，通過圖像處理算法識別垃圾并確定其位置和大小。2.自動控制算法 根據傳感器檢測到的信息，清理器可以采用自動控制算法來調整自身的運動軌跡和打撈裝置的工作狀態，以實現高效的垃圾清理。當檢測到大量垃圾集中在某個區域時，清理器可以自動調整方向，前往該區域進行清理；當垃圾較大時，打撈裝置可以自動調整角度和力度，以確保能夠有效地收集垃圾。
