0引言
在经济不断发展的今天，人们已经越来越意识到环境保护的重要性，特别是水体保护的重要性，这不仅仅是美化我们的生活环境，为我们创造更加适宜的生存空间，更是对经济和对我们的日常生活有着十分显著的影响。为解决水面垃圾清除问题，一般由清洁人员利用渔网进行捞取，清洁过程中劳动强度大、效率低；对于水面较大区域还必须借助船只进行垃圾收取，清洁成本较高。本文利用Solidworks 建模和3D 打印样品制作，设计一种遥控型水面垃圾收集装置，能够有效的解决了人工清理水面垃圾处理劳动强度大、垃圾收集效率低等问题。 1垃圾收集装置及参数
如图1所示，遥控型水面垃圾收集装置采用双体船结构，确保船体的稳定性和抗风能力，船体最前端设有垃圾辅助收集装置，由旋转式滚刷和垃圾收集挡板组成。旋转式滚刷由滚筒和毛刷构成，毛刷安装在滚筒上，滚筒刷通过型支架固定于铝材调节梁上，以调节辅助装置距离水面的距离。滚筒内部固定有防水电机，电机内部有偏心齿轮，偏心齿轮与作为输出轴的齿轮轴啮合，输出轴通过固定卡具固定于滚筒之上，从而带动滚筒转动辅助垃圾收集。滚刷下方有固定于装备之上的垃圾收集挡板，挡板由3mm 厚度的亚克力板通过激光切割制成。挡板上切有直径16mm 的若干通孔，从而减小水流对装备的阻力，提高工作效率。垃圾收箱采用网状式，容量大可快速更换，可以在有效收集垃圾的前提下减小水流以及 空气的阻力，提高工作效率。当装备向前行驶时，挡板会将分散的垃圾聚集于滚刷之下，从而方便滚刷旋转带动垃圾进入后方收集箱内，保证了垃圾收集的效率，以及收集的稳定性。垃圾收集辅助装置，采用旋转式滚筒刷结构，既可以快速有效的将垃圾带入网状式垃圾箱，又可以防止垃圾从箱内退回流出，其中采用的软毛刷材料，既可以减小空气阻力，又可以在有效带动、进入收集装置的同时避免垃圾卡在滚筒与水面之间，因此，该辅助装置是非常实用。
遥控型水面垃圾收集装置的设计参数为：设备尺寸：长1200mm*宽950mm*高800mm ；
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设备动力：240W ；设备作业速度：5km/h ；作业幅宽：600mm ；续航时间：24h ；作业时间：12h ；吃水深度：400mm ；平均打捞面积：30m 2/min ；遥控距离：2km 。项目核心部件设计：无功功率计算
①运动驱动器及驱动电机。
该部分主要保证装备能够在水面移动。为了保证装备良好的直线性，可采用双电机驱动左右船体的方式，通过改变左右驱动器的转速可以使船体获取较好的机动性和转向性。
②垃圾收集装置。
用防水电机带动收集辊，使收集辊逆时针转动，这样就可以将收集垃圾送入网状垃圾收集箱；收集刷设计成可更换型的，可选择软性化纤材料或硬质塑料材料的，以适应不同的工作环境。
③网状垃圾收集箱。
旨在将垃圾存放与垃圾储存箱中，而水从网状孔中流走，这里我们采用不同直径的网状孔来适应不同的区域。
2控制系统设计
谷氨酸发酵为实现遥控型水面垃圾收集装置的人机交互，且能够灵活控制以及实时反馈图像等，本设计主要采用了电源供电模块、电机驱动模块、无线传输模块、开关模块、继电器
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—基金项目：西京学院大学生创新创业训练计划项目（项目名称：遥
控型水面垃圾收集装置）。
遥控型水面垃圾收集装置的创新设计
邱智；高霞；胡亚南；郭强强
（西京学院，西安710000）
摘要：利用Solidworks 软件对遥控型水面垃圾收集装置进行设计，该装置采用双船体结构以提高稳定性、利用网状式垃圾收集箱存放水面垃圾、采用旋转滚刷辅助收集垃圾、用远程遥控器控制收集装置的运动方向和速度，该装置具有成本低、效率高、无污染的优点。
关键词：水面垃圾;Solidworks ；双船体
图1遥控型水面垃圾收集装
置
Internal Combustion Engine &Parts
气调门模块、图传模块等。结合系统总体设计任务和要求确定硬件器件，针对其功能要求和参数进行电路设计，完成了系统的硬件设计工作，如图2所示。
图
2控制系统总体设计框图
本设计选用32位微处理控制器STM32F103C8T6作为主控芯片，其工作主频为72MHz ，STM32系列是基于ARM Cortex M3内核的处理器，低功耗，处理速度快，能够满足双电机快速差速运动的需要，并自带高速的I 2C 、SPI 接口控制器，方便与各路传感器模块进行实时数据采集，自带的多路输出PWM 模块便于电机的控制，自带的AD 采集通道便于实现电压值的采集，实现电机的遥控调速，整个系统由电源管理模块提供电力。软件程序是在MDK5开发环境下采用C 语言编写，包括主程序，遥控程序，垃圾探测程序和垃圾收集程序，垃圾收集子程序如图3所示。
图3垃圾收集子程序流程图
3产品功能
其功能主要有以下几方面：①具有自动探测、寻、识别垃圾功能。该装置前段安装有光电探测传感器A 、B ，传感器A 检测到装置前段有垃圾时左（右）电机推动装置转弯移动到垃圾处进行垃圾收集，传感器A 和B 同时检测到信号表面物体超过装置收集范围，然后进行转弯，如图4所示。
图4垃圾
收集装置设备布局图
②自动收集垃圾功能。垃圾收集装置的旋转式滚刷在
电机驱动下，将垃圾输送到垃圾储存箱内，实现自动收集功能。
③远程遥控功能。该装置具有自动控制和手动控制两种模式，在手动控制模式下，工作人员可以远程垃圾收集作业，多模式工作使装置的应用范围更广。
④数据记录功能。该装置在垃圾收集过程中可以自动记录各水域垃圾清理工作量，便于自动清理过程中对重点水域进行清理。
4产品优势
①自动化程度高：该装置利用自动化技术、感器技术、网络数据，实现自动探测、寻、识别、收集漂浮于水面之上的垃圾，释放人力劳动，极大的减轻工作人员劳动强度。
②工作效率高：该装置实现人机分离的打捞模式，增加作业幅宽，减少清理过程中天气等不定因素影响，且能长时间作业，提高工作效率。
③避免二次污染：该项目装置采用蓄电池和防水电机进行电路驱动，避免了燃油驱动的水面油污染，使水面环境更加干净、清洁。
连接轴
5结束语
针对大型垃圾打捞装置和人工打捞上述区域水面垃圾存在的打捞不足，利用Solidworks 软件完成远程水面垃圾收集装置的双船体、垃圾收集器、垃圾储存箱等装置的三维模型设计，然后利用FDM3D 打印机完成样件制作，通过驱动装置、蓄电装置的选型及装配，完成远程水面垃圾收集装置的样机制作。该装置能够实现自动寻、识别各种漂浮于水面之上的垃圾，自动地运动到垃圾处收集垃圾，把收集到的废物放在回收箱，同时可以实现人工遥控控制，以满足各方位的需要。
参考文献院
陶粒砂过滤
[1]张育豪.一种景观式静态水域水面垃圾自动收集器的设计
[J].汽车实用技术，2019（20）：129-130，169.
[2]张宁，刘迪，李昆鹏.基于滤食特征的水面垃圾清理装备的仿生设计与评估[J].包装工程，2019，40（18）：48-52.[3]董淑婧，张昭瑞.厨房生活垃圾处理收集装置的设计研究
[J].内燃机与配件，2018（04）：7-8.
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