湖泊水面雜物收集機(jī)器人-打撈河面垃圾（含CAD圖紙）

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[2]周飛.基于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的湖面清潔機(jī)器人遙操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2010:1-5 [3]高曉紅.一種小型水面垃圾清理裝置的研究與設(shè)計(jì)[J].海南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,2019(03). [4]趙陽(yáng)，趙飛等.一種水面清潔機(jī)器人及其系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].科技風(fēng),2019(32). [5]朱盛穎，郭旭玲，鄧彥松.一種渦旋式水面清潔機(jī)器人[J].兵工自動(dòng)化,2018(04) [6]譚淑梅.簡(jiǎn)析STM32單片機(jī)原理及硬件電路設(shè)計(jì)[J].大慶師范學(xué)院學(xué)報(bào),2014,34(06):21-23 [7]張才勇，王庭有，李馳骎琴.基于單片機(jī)的直流電機(jī)調(diào)速控制[J].化工自動(dòng)化及儀表,2019(11). [8]張婧，樊艷艷，李勇.基于STM32和TMC5160的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)[J].儀器儀表用戶,2020(02). [9]湯偉，劉思洋，高涵，陶倩.基于視覺的水面垃圾清理機(jī)器人目標(biāo)檢測(cè)算法[J].科學(xué)技術(shù)與工程. 2019(03). [10]LIU Y, LIU S, WANG Z.A general framework for image fusion based on mult-istage transform and sparse representation[J].Information Fusion,2015,24:147-164. [11]LI H,CHAI Y,LI Z.Multi-focus image fusion based on nonsubsampled contourlettransform and focused regions detection[J].Optik-Int. J.Light Electron Opt,2013,124(1):40-51. 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告 2．本課題要研究的內(nèi)容、解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）等： 1.主要設(shè)計(jì)內(nèi)容 機(jī)器人采用左右雙船體結(jié)構(gòu)，以蓄電池供電，驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)。螺旋槳驅(qū)動(dòng)船的前進(jìn)與轉(zhuǎn)向。通過帶傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)打撈傳送帶，打撈傳送帶把雜物從水面運(yùn)到雜物儲(chǔ)存?zhèn)}，雜物儲(chǔ)存?zhèn)}裝滿了后，機(jī)器人自動(dòng)返回指定地點(diǎn)人工傾倒雜物，從而完成雜物的收集。機(jī)器人通過圖傳系統(tǒng)采集遠(yuǎn)距離水面雜物及障礙物影像，用基于STM32單片機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行方向、速度的控制。 2.解決的主要問題 2.1掌握如何將單片機(jī)等所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中； 2.2掌握應(yīng)用C語言、單片機(jī)等工具進(jìn)行實(shí)踐開發(fā)、調(diào)試的能力； 2.3熟悉掌握C語言等軟件的應(yīng)用，掌握利用OFFICE等辦公軟件、繪圖軟件撰寫文檔的能力軟件，了解軟件的基本用法，并能進(jìn)行仿真，完成開題報(bào)告。 3.課題的設(shè)計(jì)方案 3.1系統(tǒng)功能 該系統(tǒng)通過單片機(jī)控制完成機(jī)器人對(duì)于雜物的收集，主要分為兩個(gè)過程：識(shí)別雜物以及收集雜物和傾倒雜物。并實(shí)現(xiàn)對(duì)于障礙物的規(guī)避。 識(shí)別雜物及規(guī)避障礙物：通過視覺傳感器識(shí)別雜物及障礙物，通過單片機(jī)對(duì)機(jī)器人進(jìn)行控制，從而規(guī)避障礙物及向雜物前進(jìn)。 收集雜物：識(shí)別雜物后，通過收集裝置對(duì)雜物進(jìn)行收集。 傾倒雜物：通過光束遮斷式傳感器判斷雜物儲(chǔ)存?zhèn)}是否已滿，儲(chǔ)存?zhèn)}收集滿后返回指定地點(diǎn)，由人工進(jìn)行對(duì)雜物的傾倒。 3.2系統(tǒng)框圖 圖1.系統(tǒng)框圖 3.3機(jī)械結(jié)構(gòu) 整個(gè)機(jī)器人采用雙船體結(jié)構(gòu)便于安裝傳感器、電動(dòng)機(jī)、螺旋槳、蓄電池等部件，機(jī)器人通過安裝有倒鉤的傳送帶收集雜物并將雜物輸送至雜物儲(chǔ)存?zhèn)}。機(jī)器人的船體兩端安裝有導(dǎo)水葉輪，防止雜物漂出雜物收集區(qū)。鑒于傳輸裝置的特點(diǎn)，在船體中部后方的位置設(shè)計(jì)一個(gè)雜物儲(chǔ)存?zhèn)}，用來暫時(shí)存放雜物，同時(shí)雜物儲(chǔ)存?zhèn)}采取網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，便于雜物收集過程中水的漏出，以減少機(jī)器人在行駛過程中的阻力及增加對(duì)于雜物的收集體積。 3.4驅(qū)動(dòng)方案 考慮到機(jī)器人體積小，工作在復(fù)雜環(huán)境下無法用交流電，需要用蓄電池供電所以采用微型的直流伺服電機(jī)。機(jī)器人推力由螺旋槳提供。 3.5傳動(dòng)方案 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是同步帶傳動(dòng)。 3.6控制器選用 對(duì)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，達(dá)到控制機(jī)器人前進(jìn)、轉(zhuǎn)向的目的。通過經(jīng)濟(jì)性、可靠性等方面來考慮，這里選擇單片機(jī)作為系統(tǒng)的控制器。通過單片機(jī)發(fā)出信號(hào)，直流電機(jī)接收信號(hào)并開始轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的完成。 3.7傳感器選用 為了識(shí)別雜物及規(guī)避障礙物，這里選用視覺傳感器進(jìn)行檢測(cè)。視覺傳感器具有從一整幅圖像捕獲光線的數(shù)以千計(jì)的像素。圖像的清晰和細(xì)膩程度通常用分辨率來衡量,以像素?cái)?shù)量表示。 為了檢測(cè)雜物儲(chǔ)存?zhèn)}是否已滿，如果雜物已滿則返回指定地點(diǎn)，選用光束遮斷式傳感器，其偵測(cè)原理乃是利用紅外線經(jīng)LED紅外光發(fā)射二極體,再經(jīng)光學(xué)鏡做聚焦處理使光線傳至很遠(yuǎn)距離,由受光器接受。當(dāng)光線被遮斷時(shí)就會(huì)發(fā)出警報(bào)。 4.課題研究計(jì)劃與寫作提綱 4.1計(jì)劃進(jìn)度 2019年12月28日-2020年1月10日：搜集資料，熟悉課題要完成的內(nèi)容，完成開題報(bào)告及外文翻譯的初稿； 2020年1月11日-2020年2月29日：完成并提交開題報(bào)告、外文參考資料及譯文的定稿； 2020年3月1日-2020年3月25日：進(jìn)一步完善前期的各項(xiàng)材料，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的機(jī)械部分設(shè)計(jì)及主要零部件的CAD圖繪制； 2020年3月26日-2020年4月10日：迎接畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查； 2020年4月11日-2020年4月25日：設(shè)計(jì)傳感檢測(cè)部分及控制部分，完成系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)，并完成畢業(yè)論文的初稿； 2020年4月26日-2020年5月10日：進(jìn)行畢業(yè)論文查重，根據(jù)要求完成論文定稿，準(zhǔn)備畢業(yè)論文答辯。 4.2寫作提綱 第一章緒論：主要介紹課題的背景和意義，闡述湖泊水面雜物收集機(jī)器人的發(fā)展史、中外的差距及發(fā)展趨勢(shì)，為解決雜物收集，提出一種基于單片機(jī)的控制方案。 第二章總體方案設(shè)計(jì)：整體性地闡述整個(gè)系統(tǒng)的工作原理及其功能和特點(diǎn)，并設(shè)計(jì)系統(tǒng)的總體方案框圖。 第三章機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)：主要針對(duì)系統(tǒng)的機(jī)械部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并畫出機(jī)械結(jié)構(gòu)圖。 第四章控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)：對(duì)視覺傳感器、單片機(jī)進(jìn)行選型，設(shè)計(jì)出程序流程圖和控制程序，并畫出電氣原理圖。 結(jié)束語：對(duì)整篇關(guān)于基于單片機(jī)的湖泊水面雜物收集機(jī)器人進(jìn)行總結(jié)。 致謝：對(duì)論文撰寫過程中，給予幫助的老師、同學(xué)、朋友等表示謝意。