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太阳能海洋垃圾清理船

  • 课程名称太阳能海洋垃圾清理船
  • 所属学科太阳能海洋垃圾清理船主要针对海洋沿岸的固体垃圾的清理。
  • 特征类别该项目由太阳能电池系统、动力系统、远程监控系统、传感系统、 垃圾清理系统和船体组成。清理船执行系统中的传送带通过动力系统转动,利用传送带进行垃圾的回收清理。该清理船可以通过遥控到达需要清理的水面,通过摄像头确定哪里垃圾多便停在哪,停下后,可以开展工作。

一、项目简介太阳能海洋垃圾清理船主要针对海洋沿岸的固体垃圾的清理。该项目由太阳能电池系统、动力系统、远程监控系统、传感系统、 垃圾清理系统和船体组成。清理船执行系统中的传送带通过动力系统转动,利用传送带进行垃圾的回收清理。该清理船可以通过遥控到达需要清理的水面,通过摄像头确定哪里垃圾多便停在哪,停下后,可以开展工作。    二、设计背景海洋垃圾是任何在海洋或

  1. 详细信息

一、项目简介

太阳能海洋垃圾清理船主要针对海洋沿岸的固体垃圾清理项目由太阳能电池系统、动力系统、远程监控系统、传感系统、 垃圾清理系统和船体组成。清理船执行系统中的传送带通过动力系统转动,利用传送带进行垃圾的回收清理。该清理船可以通过遥控到达需要清理的水面,通过摄像头确定哪里垃圾多便停在哪停下后,可以开展工作。

    二、设计背景

海洋垃圾是任何在海洋或海岸带内长期存在的人造物体或被丢弃、处置或遗弃的处理过的固体材料。海洋垃圾来自多重原因,有陆源(陆地来源)的,也有海上来源的.在一些特定的海上活动中,如捕鱼、货运、娱乐活动和客运等,将产生相当数量的海洋垃圾.其中,基于海上活动来源的诸如被抛弃的渔网、电线、绳索和塑料袋将可能存在于海底、海水中和漂浮在海面上.这些垃圾也可随洋流或海风输送到其它地方,所以也可在海滩上、海岸边看到这些垃圾.
  海洋垃圾可通过缠绕和摄取的方式使人类和其它生命体受伤或死亡.动物因偶然吃进看起来像食物的塑料袋,而可能导致它们饥饿或营养不良.遗弃的渔网可继续捕捉大量的动物,带来的后果是导致被捕捉动物的死亡.船只也能受到漂浮物的损害,从而导致相当可观的修理费用.因此,现在人们认识到海洋垃圾是主要的海洋污染物之一,它将损害海洋和沿岸地区的生态、经济和文化价值.

中国现在大多数的海洋沿岸,受到垃圾的污染,严重影响水质。如今国内大多数的垃圾处理是靠人在船上用渔网等工具打捞,不仅需要大量的人力物力,而且效率低,在一些危险区域人员的人身安全得不到保障。现有的船都是靠柴油机或者汽油机作为动力,对气体和水体都有污染,并不符合国家现在提出节能减排的政策。所以新型高效节能的垃圾清理船急迫需要。

三、研究目的

太阳能海洋垃圾清理机器人主要针对海洋沿岸的固体垃圾清理以及危险区域进行远程作业,提高安全性和高效性。

四、设计方案

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     该项目通过方案设计、实际情况分析、测试设计而成 ,由太阳能发电系统、动力系统、远程监控系统、传感系统、垃圾清理系统和船体组成。

五、研究内容

    (一)太阳能电池系统

  太阳能电池板位于侧边的两个船体表面,可以节约空间。利用电池板进行发电,电存储在蓄电池中,从而进行利用。为了防止太阳能电池的寿命,增强其防腐、防雨、防污等能力,采用玻璃合金密封,在表面增加玻璃板,而背面增加合金薄片。

(二)动力系统

动力系统包括蓄电池,导线,电动机,齿轮、螺旋桨等。蓄电池可以充电,也可以利用太阳能电池板转化成电能存储,蓄电池提供电能,让电动机转动,推力是采用双螺旋桨推动,独立电机,分别位于两个船体的后部,这样控制就灵活,而且也有足够的动力。

(三)远程监控系统和传感系统

这部分主要利用单片机设计进行控制。控制功能主要有

1、独立控制2个螺旋桨的速度以达到控制方向(左右前后),和速度。

2、感应传感,探测障碍物,可以自己智能改变方向和速度,避免碰撞,可以实现无人操作自动作业。

3、控制传送带作业。

4、远程监控通过网络传输水面垃圾情况,控制船体的具体位置,实现垃圾定点清理。

(四)船体部分

该机器人采用2个船体结构,同时也可以放置太阳能电池板,安装螺旋桨、动力系统、遥控系统、传感系统。作业系统、和回收垃圾装置主要位于中间的船体。这样的设计不仅外观漂亮,而且结构合理,有利于船的平衡。船体采用三维打印一体成型设计,材料为玉米提取物,是一种环保材料,其材质较轻,质量较好,抗水面风险能力较强。

(五)垃圾清理系统

主要是由传送带、支撑架、齿轮、电机、抓盘组合成。利用传送带和抓盘的结构,电转动之后抓盘可以把垃圾从水面打捞到船上的回收舱中。                      

六、研究方法

 我们利用太阳能转换技术,将其转换成电能,由此来驱动整个设备的工作。执行作业系统中的传送带通过动力系统转动,利用传送带进和抓盘行垃圾的回收清理。动力系统中的动力电机通过导线及遥控接收装置与太阳能电池系统、蓄电池连接,遥控接收装置的输入端通过导线与传感系统,人员在岸边进行监视控制操作。

七、研究结果      

通过模拟实验,该系统整个工作流程能够完全由太阳能电池板提供电能进行作业,遥控度好,垃圾回收率高。

八、创意点

       1、远程遥控控制,单片机智能控制,具有传感效应,避免与物体碰撞。

       2、实现零半径转向,无周期传送带回收,效率高。

       3、利用蓄电池和太阳能辅助发电提供电能,环保,高效益。

九、后续工作

该项目还可以通过改装遥控捕鱼、找人、救人等功能。


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