文档介绍：多功能环保机器人
产品说明书
项目名称: 多功能环保机器人
项目负责人: 朱珊学号: 7130810511
联系电话: ********** 电子邮箱: 840932649@
院系及专业: 英才学院机械设计制造及其自动化
指导教师: 李增强职称: 讲师
联系电话: ********** 电子邮箱: ******@hit.
院系及专业: 机电工程学院机械设计制造及其自动化
填表日期: 2014 年 9月27日
多功能环保机器人
英才学院朱珊何安迪梁旭
指导教师:李增强讲师
摘要:当前,随着城市化的现象日益加剧,城市面积日益增大,相应的城市环卫工作量随城市的发展而日益增大。在一些人流量大,对清洁程度要求较高的公共场所,不仅需要定时清洁,而且要求收集的垃圾做相应的处理,如压缩、分类等。与此同时,恶劣工作条件使得清洁工人数短缺,亟待解决。本作品研发旨在设计一个能更为高效的代替环卫工人完成公共场所清理垃圾任务的智能环保机器人,并且可以实现将收集的垃圾进行压缩,分类,并及时到指定集中站处理更换集满的垃圾箱的功能,提高环境清洁效率。节省人力,提高人民生活水平。
关键词:公共场所;环保;节省人力;智能机器人
(一)课题背景
随着社会的发展,物质生活丰富的同时,文明程度也随之提高。但一些公共场合,如街道、露天广场、室内大厅等地方仍可以看到垃圾随意丢弃等不文明现象。这不仅破坏了城市的形象,更造成了严重的污染,亟待解决。
传统意义上大多选择通过人工劳动力去除公共场所的垃圾,这样不但效率低下,而且早出晚归、工作条件恶劣、收入低下等客观条件使得环卫工人越来越稀缺。如是情况下,一个高效、可持续工作、抗逆性强的环保机器人应运而生。
目前,美国、意大利、日本等国家已经成功研发出各样的捡垃圾机器人,除了可以实现简单的拾取功能外,还具有一些现代化的功能。其中,最为著名的意大利捡垃圾机器人增添了短信联系上门服务并判断人们是否将垃圾准确投放到其所属的循环代码下的功能;至于对垃圾分类有着极其严苛要求的日本,其所研究出的机器人,目前可以利用波长不同识别并分离出六种可循环塑料,大大提高了回收效率。这些人性化和绿色环保的思想将在我们的设计中得以借鉴和发挥。
但是其中仍有许多不足有待改进:首先,机器人大多采取了简单的轮式装配,致使这样的机器人可以通过一定程序设计避障,但运动范围受限,只能在平坦路面使用。其次,现有的捡垃圾机器人大多数都只是简单的做到将垃圾储存在其内部,垃圾间的空隙于瓶子等造成的极大的空间浪费,很大程度上降低了垃圾收集的效率。另外,还存在着一些垃圾不能即使清理等问题。针对于此,我们致力于设计一个更加高效、人性化、适应性强的多功能环保机器人。
(二)课题研究内容与方法
本小组的研究课题为:多功能环保机器人。针对生活中在环保工作问题上存在的一些漏洞与需求,针对传统环保机器人的设计和特性,优点于不足,本组根据设想实现的功能,将机器人进行模块化设计,最后将不同模块完整的融合为一体,同时借鉴了一些已经较为成熟的感知控制功能,如传感器等,运用机械设计只是和人性化设计原理对其进行改进,以提高环保机器人的可操控性、抗逆性和人性化。
基于以上要求,我们的课题研究内容具体如下:
:针对传统捡垃圾机器人采用普通轮胎装备导致其活动范围受限的问题,本组设计中准备采用六轮悬架系统对其进行改进,使之可以进行简易的越障、原地旋转等功能。考虑到本设计的自重问题,在传统六轮悬架的基础上,还增添了一个滑轨(如图7)从而使得机器人在越障过程中,悬架受力相应减小,支撑结构不易磨损。同时,采取六轮悬架系统于行星齿轮减速器连用,使驱动系统应对方向、大小多变的负载时,传动更加稳定。
:考虑到瓶子,无论是塑料瓶还是玻璃瓶,对压缩装置的要求极高,而且易发生破碎,爆炸等危险,所以本设计通过一个简单的分类装置,先将瓶子类垃圾进行单独处理,然后将剩余的垃圾统一收集,压缩,投入垃圾箱,这样既起到了良好的回收功效,又可以降低压缩的难度。具体实现即在箱内设有两个连体的垃圾箱,靠近前端的垃圾箱负责收集压缩后的垃圾,而靠近后方的垃圾箱则负责收集机械臂撷取的瓶子。当传感器感受到瓶子存在后,发出信号传到机械臂,机械臂随之拾取地上的瓶子,递送到箱体右端的开口中,存储到相应的垃圾箱内。
:收集系统采用传统的铲车结构,与箱体上方的折叠板相互配合,前端小铲在正常行驶过程中会不断收集遇到的物体,当铲内垃圾到达一定高度后,通过液压系统的连接,铲子将会举起至箱体上方,上方折叠板打开,铲子倾斜,将垃圾倒入压缩舱,开始下一步的压缩工序。
:传统意义上的捡垃圾机器人大多只是储存收集的垃圾,这样导致垃圾只是简单堆砌在箱体内,更换垃圾箱的频率高