作品名稱：基于5G＆RTK導航技術的自巡航多水域集成管控治理環保船
學校名稱：蘭州信息科技學院
參賽隊伍：創意催化劑
隊伍編號：205229
參賽學生：何小磊 蘇文進 呂多斌
指導老師：余文靜 王建蕭
投票日期：2024年10月08日 00:00->2024年12月05日 15:00
請在微信端進行投票。點此掃描二維碼。
1、設計背景
水是人類和動物、植物等一切生命的賴以生存的資源，一旦生物接觸或飲用了被污染的水，就會產生疾病甚至死亡，對生態環境造成了極其惡劣的破壞。據最精確的估計，全世界每年大約有2.5億人患上經水傳染的疾病，其中大約1000萬人死于非命，每三年的死亡人口相當于一個加拿大的人口。我國水資源概況:我國大小河川總長42萬公里，湖泊7.56萬平方公里，占國土總面積的0.8%，水資源總量28000億m3，人均2300立方米，只占世界人均擁有量的1/4,居121位，為13個貧水國之一。目前中國640個城市有300多個缺水，2.32億人年均用水量嚴重不足。習近平總書記曾說，我們既要綠水青山，也要金山銀山。寧要綠水青山，不要金山銀山，而且綠水青山就是金山銀山。我們絕不能以犧牲生態環境為代價換取經濟的一時發展。我們提出了建設生態文明、建設美麗中國的戰略任務，給子孫留下天藍、地綠、水凈的美好家園。進入21世紀以來,我國水域垃圾污染問題日益嚴重，水域垃圾不僅會造成視覺污染，還會造成水體污染，造成水質惡化。目前市面上的水域環保船大多存在回收技術領域存在的短板，回收與儲存方式過于繁瑣且效率不高，滿載量較低，需要反復折返進行多次清潔，大大增加了不必要的時間、人力和財力的浪費。
2、作品主要結構
5G＆RTK導航技術的自巡航多水域集成管控治理環保船其主要結構包括： 浮力模塊、回收調節張角控制模塊、動力及轉向模塊、回收傳送控制模塊、回收儲存模塊、電路能源組與視覺傳導模塊、動力源模塊。
總體需要設計構想如下：整船分為四個部分，第一部分是提供浮力的船管，第二部分是回收與儲存模塊，第三部分是船體的控制中心，第四部分是船架。首先采用四根空心PVC管作為整船的浮力來源，且兩根主船管可繞船中部張開一定角度，實現更大的作業范圍。船架支撐在四根船管之上，主要是由型材組成。回收與儲存模塊固定在船架上，回收部分采用斜坡輸料帶，將水面的垃圾提升至儲存倉，儲存倉前置擋板設置為可以在并行絲杠機構作用下前后移動的結構，實現船體的自卸，在輸料帶上方設置艦橋，既船體的控制中心，包括主控微電腦、5G模塊、RTK導航儀和雙目攝像頭等控制類元器件，在艦橋的頂部還布置了折疊式太陽能板，展開后的總發電功率可以達到船體運行的基本要求。工作模式采取基站式，即設計有一可被曳引移動的垃圾暫存裝置，解決船體自身容量有限的弊端。總體結構設計分為六個部分，包括回收機構設計、儲存機構設計、浮管設計、展開式太陽能板設計、萬向動力設計和船架設計等。
3、作品創新點
基于5G＆RTK導航技術的自巡航多水域集成管控治理環保船設計有回收調節張角裝置，可以根據所處工況下的工作要求，來進行自我調節張角的操作，從而實現在單位作業效果上達到更為有效的作用，從而提高整體的回收效率，減少了進一步的污染同時也節省了人力、物力、財力。主要采用型材配合亞克力材料進行主體框架的構建，在一定程度上既保證了裝置的強度，同時也對船只的整體空載質量進行了一定的輕量化。不僅可以保障在空載過程中船只自身耗能不多，同時也增加了船只的工作儲存量，能夠更高效地完成周邊區域的回收工作，單次作業收效比高。環保船的船艙頂部采用折疊式太陽能板用于補充耗能。船只在停泊狀態下，船艙頂部的太陽能板無需展開，太陽能板吸收太陽能進而儲存在儲存電池內以供使用；船只空載狀態下，折疊式太陽能板通過齒輪傳動的方式展開，展開后總發電功率可達54W，可以滿足船只空載狀態下的運行；船只運轉或滿載狀態下，搭載的供能電池單元提供主要動力源，折疊式太陽能板則用于補充耗能，增加船只的運行時長。環保船高寬比接近1:3，且重心較低，本身便具有良好的抗風浪能力，且船體設計有多維度監測系統，可根據不同的風向、風速來控制調節張角系統及時降低船只整體重心，以滿足更大風力的作業條件。
