水质监测无人船的电控系统设计

设计了一款轻便小巧的水质监测无人船,结合一体化水质监测电控系统进行水质温度、溶解氧质量浓度、氨氮质量浓度、pH的监测。硬件部分采用模块化结构设计,以Raspberry Pi 3B+作为主控模块,协同运行电源管理模块、数据采集模块、导航定位模块、避障模块、视觉采集模块、电机驱动模块、无线通信模块及岸基上位机。软件设计包括主程序、自主航行模式程序、遥控航行模式程序及无线通信模块程序的设计。将无人船放在城市湖面和河道进行实验,结果显示,5个固定监测点的监测参数在正常范围内,10个随机监测点的监测数据与专业仪器监测的数据相比,可决系数在0.94~0.99,验证了无人船运行的可行性以及监测数据的可靠性。

面向水面作业的清扫机器人构型设计研究

当前各种水域不同程度地受到固体垃圾污染的问题,传统上采用人工清洁的方式清除固体垃圾,但这种清洁方式存在效率和安全系数低等问题。针对小型水域的固体垃圾清理,设计一款新型水面清扫机器人。通过对机器人的推进机构、清理收集机构、船体进行了选择和设计,利用SolidWorks软件建立了新型水面清扫机器人的完整装配模型。动力源采用清洁环保的锂电池,并使用直流减速电机作为机械动作实现驱动件。采用有限元方法分析水面清理机器人关键机械结构收集机构,屈服强度、安全系数、最大应力、许用应力都满足设计要求。优化材料属性后,最大位移变形下降86.5%,使整个设计进一步满足使用要求。该机器人提供了一种城市河道、公园湖泊专用清扫装置的可行方案,提高了城市清扫的效率。