開

題

報(bào)

告

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目

吸入式水面垃圾清理機(jī)器人設(shè)計(jì)

題目類型

論文類￡

作品設(shè)計(jì)類□

其他□

一、選題簡(jiǎn)介、意義

水域是生命之源，生命搖籃。然而，水受到的污染正愈發(fā)嚴(yán)重。目前水面垃圾主要是塑料、泡沫和生活廢棄物，而這些難以降解的垃圾更容易被生物所寄居，助長(zhǎng)物種入侵隱患。如果水面垃圾沒(méi)有及時(shí)清理，經(jīng)過(guò)水浸泡和風(fēng)吹，會(huì)危及水質(zhì)，尤其是在夏天，漂浮物在高溫下霉?fàn)€，臭味傳到方圓幾公里，嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)鼐用竦纳钯|(zhì)量，污染了當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境，也嚴(yán)重影響了居民的健康。

目前許多國(guó)家的河流、水域漂浮物污染十分嚴(yán)重，給人們的生存環(huán)境、投資環(huán)境和開發(fā)利用旅游資源等帶來(lái)負(fù)面影響。舉例來(lái)說(shuō)：水葫蘆在我國(guó)和北美、亞洲、大洋洲和非洲十分肆虐，使得許多水域原有生物大量滅絕，嚴(yán)重地破壞了生物多樣性和生態(tài)平衡，導(dǎo)致河水發(fā)黑、發(fā)臭，河流、湖泊淤塞，相關(guān)水域赤潮頻發(fā)。

傳統(tǒng)的水面垃圾清理，主要是通過(guò)人為打撈，效率比較低，同時(shí)又消耗了大量的人力和財(cái)力，些是僅靠人力是很難完成的，而且生命安全很難保證。

本項(xiàng)目研制的吸入式水面垃圾清理機(jī)器人設(shè)計(jì)主要通過(guò)機(jī)械手段，同時(shí)有效利用電源來(lái)實(shí)現(xiàn)垃圾的收集。其最大的特點(diǎn)是效率大大提高，并且代替人為所不能進(jìn)行作業(yè)的環(huán)境。本次設(shè)計(jì)模仿機(jī)器人的基本功能和設(shè)計(jì)思路，根據(jù)機(jī)器人要完成的任務(wù)和動(dòng)作，結(jié)合機(jī)器人的特殊加工工藝，綜合運(yùn)用所學(xué)的基本理論、基本知識(shí)和相關(guān)的機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)知識(shí)，完成符合市場(chǎng)需求的低成本高技術(shù)含量的水面垃圾清理機(jī)器人模型的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。其中包括機(jī)器裝置的原理方案構(gòu)思和擬定；原理方案的實(shí)現(xiàn)、傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)；單片機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；PRO/E

3D仿真設(shè)計(jì)和造型；關(guān)鍵技術(shù)的分析與實(shí)現(xiàn)、主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖；設(shè)計(jì)計(jì)算與說(shuō)明、設(shè)計(jì)小結(jié)。

二、課題綜述（課題研究，主要研究的內(nèi)容，要解決的問(wèn)題，預(yù)期目標(biāo)，研究步驟、方法及措施等）

研究?jī)?nèi)容：

本論文分為七章。第一章為緒論，主要介紹了選題目的、背景和意義及國(guó)內(nèi)外的相關(guān)研究；第二章介紹了設(shè)計(jì)任務(wù)，包括設(shè)計(jì)的目標(biāo)要求，動(dòng)作要求等；第三章對(duì)水面垃圾清理機(jī)器人進(jìn)行大體的介紹，包括整體機(jī)構(gòu)和各機(jī)械機(jī)構(gòu)；第四章是應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)對(duì)機(jī)器人的動(dòng)作執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。所謂現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，就是就是區(qū)別于過(guò)去常用的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理論和方法，包括設(shè)計(jì)方法學(xué)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、有限元法、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、人工神經(jīng)元計(jì)算方法、工程遺傳算法智能工程、價(jià)值工程人機(jī)工程等。其特點(diǎn)主要有：系統(tǒng)性、社會(huì)性、創(chuàng)造性、最優(yōu)性、動(dòng)態(tài)性、智能化CA

化等。故用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法可以得到組成水面垃圾清理機(jī)器人的最優(yōu)化機(jī)構(gòu)，得到最優(yōu)的方案。第五章介紹了水面垃圾清理機(jī)器人的控制系統(tǒng)，從經(jīng)濟(jì)實(shí)用的角度出發(fā)，完成了機(jī)器人控制系統(tǒng)的模塊設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)及模塊選型。第六章對(duì)雙船體、槽輪等主要機(jī)構(gòu)進(jìn)行了理論計(jì)算，為設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。第七章是在前幾章的論述的基礎(chǔ)上得出的結(jié)論，并對(duì)此次設(shè)計(jì)進(jìn)行總結(jié)。

研究方法：

（1）

查閱相關(guān)資料

（2）

進(jìn)行實(shí)地考察

（3）

向指導(dǎo)老師以及相關(guān)專業(yè)人員請(qǐng)假

三、設(shè)計(jì)（論文）體系、結(jié)構(gòu)（大綱）

第一章

緒

論

1.1

選題目的、背景和意義

1.2

國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)綜述

1.3

研究?jī)?nèi)容

第二章

設(shè)計(jì)任務(wù)

2.1

設(shè)計(jì)題目

2.2

設(shè)計(jì)的目標(biāo)和要求

2.3

設(shè)計(jì)的內(nèi)容

第三章

水面垃圾清理機(jī)器人概述

3.1

整體結(jié)構(gòu)

3.2

整體結(jié)構(gòu)說(shuō)明

第四章

動(dòng)作執(zhí)行機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

4.1設(shè)計(jì)方案

4.2功能提取與分解

4.3

原理求解的綜合4.4方案的評(píng)價(jià)指標(biāo)及多級(jí)遞階結(jié)構(gòu)圖

4.5方案概述

第五章

控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

5.1視覺(jué)子系統(tǒng)

5.2

決策子系統(tǒng)

5.3

無(wú)線通訊子系統(tǒng)

第六章

理論設(shè)計(jì)計(jì)算

6.1雙體船的設(shè)計(jì)

6.2旋轉(zhuǎn)葉片主軸的設(shè)計(jì)

6.3槽輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

6.4四桿和“風(fēng)車”的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)

6.5曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、計(jì)算分析

6.6齒輪傳動(dòng)計(jì)算

指導(dǎo)教師意見：

簽字：

****年**月**日

院（系）審批意見：

簽章：

****年**月**日