水面垃圾清理機器說明書(編輯修改稿)
2024-08-31 02:32 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 收集裝置實物圖及三維模型圖垃圾收集輔助裝置，采用旋轉式滾筒刷結構，既可以快速有效的將垃圾帶入網(wǎng)狀式垃圾箱，又可以防止垃圾從箱內(nèi)退回流出，其中采用的軟毛刷材料，既可以減小空氣阻力，又可以在有效帶動垃圾進入收集裝置的同時避免垃圾卡在滾筒與水面之間。因此，該輔助裝置是非常實用的。五．船重和排水量的計算船在滿載時的總質(zhì)量m總=m船+m蓄電池+m其他+m螺旋槳+m垃圾其中船體的重量約為20kg，蓄電池的重量為2kg，螺旋槳的重量為5kg，所能存儲的垃圾的最大重量約為8kg故總質(zhì)量由公式（其中）可得 V排=/ = =該船的重排水量為 六．最大吃水深度的計算 ㎡由公式可得船的最大吃水深度為 / 該船的最大吃水深度為70mm，而船體的高度為150mm，故船體的高度滿足需求。 七．動力裝置設計船舶推進器是船舶上提供推力的工具，它的作用是將船舶動力裝置提供的動力轉換成推力，推進船舶。船舶推進器即推動船舶前進的機構。它是把自然力、人力或機械能轉換成船舶推力的能量轉換器。推進器按作用方式可分為主動式和反應式兩類?？咳肆蝻L力驅船前進的纖、帆（見帆船）等為主動式，槳、櫓、明輪、噴水推進器、螺旋槳等為反應式?，F(xiàn)代運輸船舶大多采用反應式推進器，應用最廣的是螺旋槳。根據(jù)蓄電池的直流供電特點以及船體的簡易結構等特點，選用懸扣式電動船舶推進器，該類推進器功能性強，結構簡單，操作方便安全，應用范圍廣。電動船舶推進器是種新穎的水中動力器具，有體積小、結構緊湊、效能轉換率高、工作時無噪音等特點，且還具有綠色環(huán)保，按裝便捷、維護簡易的特點，是一些小型的船艇作為動力的首選產(chǎn)品，比較符合本設計的功能需要。該類船舶推進器的選用不銹鋼、鋁合金或高強度合成纖維，保證推進器具有足夠的剛性并經(jīng)久耐用；采用電子調(diào)速，以滿足不同速度的需要；使操控更加方便；螺栓安裝快速方便，并帶有防撞脫扣機構，保護馬達安全；防纏型螺旋漿，防止推進器因被水草纏繞而堵轉。 鑒于船在行駛的過程中會因為水流以及自身結構所造成的阻力而受到影響，故在選擇船用推進器的時候就要考慮該船舶推進器的最大推力是否大于船在行駛過程中所受到的最大阻力，并以此為依據(jù)來選擇合適的船舶推進器。水流對船體的阻力可由下式來確定 式中：—流體阻力系數(shù)，一般取—侵濕面積（）—流體的密度（）侵濕面積取船在最大吃水深度時的值，而最大吃水深度在前面計算得為70mm，根據(jù)數(shù)學方法計算可以可得，設船在水中行駛時的最大速度為1m/s,則船在行駛過程中，水流對船體的阻力為：= 則由于雙體船寬度比一般船舶要寬，吃水也較一般船舶淺，所以根據(jù)它的特點，采用了雙螺旋槳推進系統(tǒng)。螺旋槳構造簡單，造價低廉，使用方便，效率較高，是目前應用最廣的推進器。根據(jù)螺旋槳葉數(shù)不同效率不同的原則，如圖5所示，本設計選用了葉數(shù)適中的六葉螺旋槳，根據(jù)預估的70mm吃水深度，雙槳螺旋槳直徑 D=得出螺旋槳直徑約97mm。將螺旋槳布置于船體兩側尾部下方，既可以保證螺旋槳吃水量，使螺旋槳產(chǎn)生的推力足夠且不會浪費，又可以使船體轉向靈活、具有很強可操控性。故根據(jù)算出來的值可選擇如圖5所示的推進器，查得該推進器的基本參數(shù)如下所示：名稱：螺旋槳推進器最大推力：20kg控制方式：遙控動力方式：電機推動（蓄電池供電）變速： 電子調(diào)速電機電壓：24V電機最大電流：60MA推薦使用蓄電池：24v60MAh直徑：96mm長度：190mm重量：4kg圖5動力裝置裝置圖 八．硬件設計為實現(xiàn)機器人的人機交互，且能夠靈活控制以及實時反饋圖像等，本設計主要采用了電源供電模塊、電機驅動模塊、無線傳輸模塊、開關模塊、繼電器模塊、圖傳模塊等。 本設計選用 32 位微處理控制器 STM32F103C8T6作為主控芯片，其工作主頻為 72 MHz，STM32系列是基于 AＲM Cortex － M3 內(nèi)核的處理器，低功耗，處理速度快，能夠滿足雙電機快速差速運動的需要，并自帶高速的I 2C、SPI接口控制器，方便與各路傳感器模塊進行實時數(shù)據(jù)采集，自帶的多路輸出PWM模塊便于電機的控制，自帶的AD采集通道便于實現(xiàn)電壓值的采集，實現(xiàn)電機的遙控調(diào)速。整個系統(tǒng)由電源管理模塊提供電力。圖6 控制系統(tǒng)總體八．2電源模塊根據(jù)電源模塊主要是電壓為24V，用時10h，電流60MA,計算電源容量的大?。篧===12v60Mh10=14400MAh容量為15000MAh的鋰電池，~35V可調(diào)電壓，輸出3路不同電壓值進行單片機、繼電器、圖傳模塊的驅動。電機驅動模塊采用 24V 60MA大功率直流電機驅動模塊器，H橋全隔離，可滿PWM的模塊。其功能特點有：（1）小尺寸，50mm50mm（2）多重保護，內(nèi)置過電壓、欠電壓、過熱保護電路（3）控制信號全隔離，充分兼容35V電壓輸入 （4）大功率，無需再加散熱處理，即可驅動60MA電機負載（5）高速PWM隔離輸入，最小脈沖寬度3us,隔離帶寬10MHz（6）支持滿占空比輸入，可脫離MCU，實現(xiàn)外部開關直接控制，可串聯(lián)限位開關（7），支持724V電壓等級直流有刷電動機(8)具有雙色轉向指示燈指示電機運轉方向。 采用完全隔離的方式控制驅動電機，該方式使用獨立的電源對MCU供電，通過光電隔離的形式輸入控制信號。圖7 電機驅動優(yōu)點：MCU與電機驅動完全電氣隔離，使MCU電磁兼容性能大大提高，其次還可保證控制電路的電氣安全，即使出現(xiàn)嚴重的短路過壓等情況，也不用擔心
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