題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 水上垃圾清理機(jī)器人——“兩岸號(hào)”
- 來(lái)源：
- 第十一屆“挑戰(zhàn)杯”國(guó)賽作品
- 小類(lèi)：
- 機(jī)械與控制
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作B類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- 該設(shè)計(jì)針對(duì)性地解決了景區(qū)封閉水域，以及不適合現(xiàn)有大型垃圾船工作的水面（如小型水庫(kù)、港口等）垃圾清理問(wèn)題。主體選用興波阻力小、水上面積大的雙體船結(jié)構(gòu)，“兩岸號(hào)”也由此得名。全機(jī)采用電力驅(qū)動(dòng)，太陽(yáng)能電池輔助供電，環(huán)保節(jié)能。無(wú)線電遙控操縱可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便高效的清理工作，配套起吊、運(yùn)輸皮卡車(chē)，可以流動(dòng)作業(yè)。整體造型簡(jiǎn)潔美觀，將改變?nèi)藗儗?duì)環(huán)保機(jī)械比較骯臟簡(jiǎn)陋的傳統(tǒng)觀念。本機(jī)產(chǎn)品化后，可以取代目前的人工打撈，填補(bǔ)市場(chǎng)空白。
- 詳細(xì)介紹：
- 該作品的設(shè)計(jì)目的在于針對(duì)性地解決景區(qū)小面積水域，以及不適合現(xiàn)有大型垃圾收集船工作的水面（如小型水庫(kù)、港區(qū)等）垃圾清理問(wèn)題。取代以往在這些水域使用的人工打撈方式。通過(guò)小型化設(shè)計(jì)和遙控操縱實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便高效的清理工作。以抗風(fēng)浪能力強(qiáng)的小水線面雙體船作為載體，電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳送網(wǎng)帶，網(wǎng)帶上的勾臂可以確實(shí)有效地打撈漂浮垃圾，再經(jīng)過(guò)噴水系統(tǒng)的沖刷，垃圾落入收集箱。為使船上有限的空間能夠得到最充分的利用，創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)了周期性傾斜運(yùn)動(dòng)的垃圾收集箱，使浸泡過(guò)水后有很強(qiáng)粘附性的輕薄垃圾可以堆放到垃圾箱的后部，使垃圾箱逐漸堆滿而不會(huì)局部堆積。行船速度與打撈速度均可以由遙控設(shè)備線性控制。雙螺旋漿推進(jìn)可以實(shí)現(xiàn)小半徑轉(zhuǎn)向，提高機(jī)動(dòng)性能。 現(xiàn)有的水面垃圾清理方式分為燃料動(dòng)力的大型船舶和依靠人力的小型打撈船。燃料動(dòng)力的大型船舶多為只適用于大面積開(kāi)放性水域，由于其體積大、排水量大及機(jī)動(dòng)性差，都不適合景區(qū)小面積水域內(nèi)的垃圾清理工作，并且由于這些船舶以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力，在清除了水面垃圾的同時(shí)，其廢氣排放和噪聲又對(duì)環(huán)境造成了危害?！皟砂短?hào)”使用太陽(yáng)能電池板輔助蓄電池的能源搭配，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，適合于小型機(jī)器人的動(dòng)力和環(huán)保節(jié)能要求。而依靠人力的小型打撈船存在工作環(huán)境惡劣，工作效率低以及安全性較差等諸多問(wèn)題?！皟砂短?hào)”使用無(wú)線電遙控設(shè)備控制清理全過(guò)程，只需一位工作人員，覆蓋范圍大，控制精確，操控簡(jiǎn)單，無(wú)需專(zhuān)門(mén)培訓(xùn)。
作品圖片
作品專(zhuān)業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的：取代目前費(fèi)時(shí)費(fèi)力的人工打撈方式，解決旅游、休閑景區(qū)封閉水域，以及不適合現(xiàn)有大型垃圾船工作的水面（如小型水庫(kù)、港口等）垃圾清理問(wèn)題。 基本思路： 1.無(wú)線電遙控，工作范圍廣； 2.電力驅(qū)動(dòng)，輔以太陽(yáng)能電池板，節(jié)能環(huán)保低噪音； 3.阻力小、上層面積大的船體結(jié)構(gòu)，較大的空間和較高的航行效率。 創(chuàng)新點(diǎn)： 1.遙控操縱的電力水面垃圾清理機(jī)器人的總體構(gòu)思； 2.噴水機(jī)構(gòu)可以將傳送網(wǎng)帶上粘附的垃圾沖入垃圾收集箱內(nèi)，防止二次污染； 3.周期性傾斜運(yùn)動(dòng)的垃圾收集箱，使浸泡過(guò)水后有很強(qiáng)粘附性的輕薄垃圾可以依靠自身的重力和水的浮力堆放到垃圾箱的后部，使垃圾箱逐漸堆滿而不會(huì)局部堆積，提高空間利用率。 技術(shù)指標(biāo)： 1.單次打撈能力 該項(xiàng)指標(biāo)受能源裝置和垃圾收集裝置容積的共同影響。電池容量大，續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)；垃圾收集容積大，單次打撈垃圾多。需要綜合考慮機(jī)械與電子系統(tǒng)的效率，以及整體的空間利用率； 2.最小轉(zhuǎn)向半徑 該項(xiàng)指標(biāo)直接反應(yīng)機(jī)器人的機(jī)動(dòng)性。機(jī)動(dòng)性高，可進(jìn)入較為狹窄的空間進(jìn)行打撈作業(yè)。需要對(duì)兩個(gè)獨(dú)立控制的推進(jìn)器進(jìn)行優(yōu)化布置，可實(shí)現(xiàn)接近零的轉(zhuǎn)向半徑； 3.操作適用程度 過(guò)于復(fù)雜的操作方式將造成控制人員的疲勞。手動(dòng)與自動(dòng)相結(jié)合，操縱輕松簡(jiǎn)便。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 科學(xué)性： 船體選擇現(xiàn)今在船舶設(shè)計(jì)領(lǐng)域較為先進(jìn)的小水線面雙體船型，可以在提供相同浮力的情況下獲得更大上層空間，且寬度比單體船大得多，其穩(wěn)定性明顯優(yōu)于單體船，同時(shí)具有承受較大風(fēng)浪的能力，還具有良好的操縱性，還具有阻力峰不明顯、裝載量大等特點(diǎn)。 打撈裝置使用網(wǎng)狀傳送網(wǎng)帶與網(wǎng)狀勾臂，可以打撈絕大部分種類(lèi)的水面垃圾，打撈過(guò)程中就可以過(guò)濾水份，減少船載質(zhì)量，從而減少航行阻力。 設(shè)計(jì)了能過(guò)周期性傾斜運(yùn)動(dòng)的垃圾收集箱，使浸泡過(guò)水后有很強(qiáng)粘附性的輕薄垃圾可以依靠自身的重力和水的浮力堆放到垃圾箱的后部，使垃圾箱逐漸堆滿而不會(huì)局部堆積，挺高空間利用率。 先進(jìn)性： 該作品使用太陽(yáng)能電池板輔助蓄電池的能源搭配，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，適合于小型機(jī)器人的動(dòng)力和環(huán)保節(jié)能要求。 傳統(tǒng)的人力小型打撈船存在工作環(huán)境惡劣，工作效率低及安全性差等諸多問(wèn)題。使用無(wú)線電遙控設(shè)備控制清理全過(guò)程，只需一位工作人員，覆蓋范圍大，控制精確，操作簡(jiǎn)單，無(wú)需特殊培訓(xùn)。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2009年6月，獲“挑戰(zhàn)杯”省級(jí)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽特等獎(jiǎng)。
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
作品可展示的形式
- 圖片 現(xiàn)場(chǎng)演示 模型
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 該作品適用于景區(qū)小面積水域以及不適合現(xiàn)有大型垃圾收集船工作的水面（如小型水庫(kù)、港區(qū)等）垃圾清理問(wèn)題?？纱驌拼蟛糠炙嫫±?，如樹(shù)葉、包裝物等。基于無(wú)線電遙控技術(shù)，操控簡(jiǎn)單，機(jī)動(dòng)性好，十分適用于公園或景區(qū)小面積水域內(nèi)水面垃圾的清理工作。 我們會(huì)針對(duì)不同的工作面積和垃圾量，根據(jù)客戶的要求定制不同尺寸的清理機(jī)器人。 使用時(shí)只需利用一輛經(jīng)簡(jiǎn)易改裝的皮卡車(chē)將其運(yùn)送到工作地點(diǎn)，吊放入水，由工作人員在岸上進(jìn)行遙控，完成垃圾清理后再利用吊放裝置回收即可，流動(dòng)使用，方便快捷。也可以停放在某一水域進(jìn)行定期清理，可以免除運(yùn)輸設(shè)備。 從環(huán)保設(shè)備的市場(chǎng)來(lái)看，使用遙控控制，針對(duì)小水域漂浮垃圾清理的相關(guān)設(shè)備還是空缺。因此，該作品擁有很大的市場(chǎng)潛力。我們的主要客戶將會(huì)是環(huán)保部門(mén)和景區(qū)管理部門(mén)，也可以直接為港口和水庫(kù)提供特性化的設(shè)備和技術(shù)支持。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 當(dāng)前國(guó)內(nèi)外并沒(méi)有針對(duì)封閉以及小水域水面垃圾清理問(wèn)題做出產(chǎn)品設(shè)計(jì)。 多數(shù)國(guó)家所開(kāi)發(fā)出的垃圾清理船，定位于江，河、湖、海等大面積水域的垃圾清理，大多是在傳統(tǒng)船舶基礎(chǔ)上加設(shè)一套垃圾收集裝置，船體體積大，排水量大，內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)，有人駕駛，機(jī)動(dòng)性不佳。以下例舉兩例典型的垃圾清理船。 蘇州造船廠建造的400kN內(nèi)河打撈工程船，為單底、單甲板、尾機(jī)型工程船舶；該船調(diào)遣航行時(shí)最大吃水約0.87m，采用內(nèi)河駁船型線，主機(jī)采用二臺(tái)6135CaB3柴油機(jī)，上層建筑最高點(diǎn)離水面約4.35m。起吊扒桿由無(wú)縫鋼管構(gòu)成八字形桁架。在扒桿頭部設(shè)有6并11索滑輪組，配Φ24mm鋼素。打撈作業(yè)時(shí)，滑輪軸中心距船首的水平距離大于3.1m。 韓國(guó)海洋水產(chǎn)部委托韓國(guó)海洋研究院開(kāi)發(fā)一種能在淺灘和港口進(jìn)行垃圾清除作業(yè)的垃圾打撈船，這艘名為“海洋清掃號(hào)”的垃圾打撈船為平底船，長(zhǎng)30m、寬10m、高2.3m，可在水深只有兩米的淺灘和港口清除漂浮垃圾。船上裝有臂長(zhǎng)達(dá)20m的“多關(guān)節(jié)”抓鏟，可打撈水深為15m的灘底沉積垃圾。船上的鉤狀收集機(jī)可用于收集水中的漁網(wǎng)及漁具。船艙還可容納40噸垃圾，這些垃圾可被船載的寬體切割機(jī)切割分解。
