开题报告《吸入式水面垃圾清理机器人设计》

二 零一八 年 二 月毕 业 设 计 （ 论 文 ） 开 题 报 告学生姓名学号班级所属院系专业指导教师职称所在部门毕业设计（论文）题目吸入式水面垃圾清理机器人设计题目类型论文类作品设计类其他一、选题简介、意义研究意义：水域是生命之源，生命摇篮。然而，水受到的污染正愈发严重。目前水面垃圾主要是塑料、泡沫和生活废弃物，而这些难以降解的垃圾更容易被生物所寄居，助长物种入侵隐患。如果水面垃圾没有及时清理，经过水浸泡和风吹，会危及水质，尤其是在夏天，漂浮物在高温下霉烂，臭味传到方圆几公里，严重影响当地居民的生活质量，污染了当地的环境，也严重影响了居民的健康。 目前许多国家的河流、水域漂浮物污染十分严重，给人们的生存环境、投资环境和开发利用旅游资源等带来负面影响。举例来说：水葫芦在我国和北美、亚洲、大洋洲和非洲十分肆虐，使得许多水域原有生物大量灭绝，严重地破坏了生物多样性和生态平衡，导致河水发黑、发臭，河流、湖泊淤塞，相关水域赤潮频发。 传统的水面垃圾清理，主要是通过人为打捞，效率比较低，同时又消耗了大量的人力和财力，些是仅靠人力是很难完成的，而且生命安全很难保证。研究简介：本项目研制的吸入式水面垃圾清理机器人设计主要通过机械手段，同时有效利用电源来实现垃圾的收集。其最大的特点是效率大大提高，并且代替人为所不能进行作业的环境。本次设计模仿机器人的基本功能和设计思路，根据机器人要完成的任务和动作，结合机器人的特殊加工工艺，综合运用所学的基本理论、基本知识和相关的机械设计专业知识，完成符合市场需求的低成本高技术含量的水面垃圾清理机器人模型的创新设计。其中包括机器装置的原理方案构思和拟定；原理方案的实现、传动方案的设计；单片机控制系统的设计；PRO/E 3D仿真设计和造型；关键技术的分析与实现、主要结构的设计简图；设计计算与说明、设计小结。2、 课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）研究内容：本论文分为七章。第一章为绪论，主要介绍了选题目的、背景和意义及国内外的相关研究；第二章介绍了设计任务，包括设计的目标要求，动作要求等；第三章对水面垃圾清理机器人进行大体的介绍，包括整体机构和各机械机构；第四章是应用现代设计方法学对机器人的动作执行机构进行优化设计。所谓现代设计方法，就是就是区别于过去常用的传统设计理论和方法，包括设计方法学、优化设计、可靠性设计、有限元法、动态设计、计算机辅助设计、人工神经元计算方法、工程遗传算法智能工程、价值工程人机工程等。其特点主要有：系统性、社会性、创造性、最优性、动态性、智能化CA 化等。故用现代设计方法可以得到组成水面垃圾清理机器人的最优化机构，得到最优的方案。第五章介绍了水面垃圾清理机器人的控制系统，从经济实用的角度出发，完成了机器人控制系统的模块设计、电路设计及模块选型。第六章对双船体、槽轮等主要机构进行了理论计算，为设计提供了理论依据。第七章是在前几章的论述的基础上得出的结论，并对此次设计进行总结。研究方法：（1） 查阅相关资料（2） 进行实地考察（3） 向指导老师以及相关专业人员请假（4）做好相关的实验三、设计（论文）体系、结构（大纲）第一章 绪 论1.1 选题目的、背景和意义1.2 国内外文献综述1.3 研究内容第二章 设计任务2.1 设计题目2.2 设计的目标和要求2.3 设计的内容第三章 水面垃圾清理机器人概述3.1 整体结构3.2 整体结构说明第四章 动作执行机构的优化设计4.1设计方案4.2功能提取与分解4.3 原理求解的综合4.4方案的评价指标及多级递阶结构图4.5方案概述第五章 控制系统的设计5.1视觉子系统5.2 决策子系统5.3 无线通讯子系统第六章 理论设计计算6.1双体船的设计6.2旋转叶片主轴的设计6.3槽轮的结构设计6.4四杆和“风车”的结构和尺寸设计6.5曲柄滑块机构的设计、计算分析6.6齿轮传动计算指导教师意见：签字： 年 月 日 院（系）审批意见：签章： 年 月 日