开题报告-水面清污机器人设计.docx

毕业设计（论文）开题报告题 目:水面清污机器人设计 学 院：机械工程学院 专业班级：机械电子工程 机电121学生姓名：学 号：指导教师：2016 年 4 月 14 日淮海工学院毕业论文开题报告1.课题研究的意义，国内外研究现状、水平和发展趋势1.1研究意义随着全球飞速的科技发展与现代化建设，环境不可避免地成为了这个大背景下的牺牲品。每况愈下的环境污染，有大气污染，光污染，水污染等，凭我们微薄之力，并不能改变多少。但即使力量微小，也要尽一份力。何况，水污染是全球范围都普遍存在的问题，贫困落后脏乱差地区一年到头都喝不上干净的饮用水，每个城市的饮用水来源大多皆取自当地主河道，然而河道周边多工厂，多村庄。工业废料排入水中，生活垃圾堆于水边，大雨冲刷过后也都倾于水中，这样的自来水来源，实在令人不安。有一艘可以清理水面垃圾的船，无疑是为环保尽力。 1.2研究现状目前，民用打捞设备还很原始。或单人乘小木船用鱼竿，或工人驾驶打捞船工作。但单人效率太低，且失足落水的危险性十分大，打捞船打捞会将河面无害植物一并破坏。对此，无人化远程操控的中小型河面清污船很有必要被生产出来。而国外在此领域最接近的研究成果也不过是基于河面行走的水蛭机器人或是不负责河面的潜水机器人。国内虽有符合背景要求的发明，但都只是个人小研究，并未有后续改进以及环保领域的实际应用。 1.3发展趋势科技发展虽免不了环境的牺牲，但人们也都逐渐意识到保护环境也就是保护我们自己。现行的环保产品也都陆续走入市场，但也都只是用于个人或小团体的产品，如净水机等家用款。面向源头，面向根本，治理水源的产品并未有发展。虽然凭借现行能力也只能先从河面清污开始，但随着科技发明的产品迭代，日后定会逐步由水面向浅水、深水，由抓取固状漂浮物向清理淤泥河沙发展。全球大范围的科技创新作品，也将从个人化的小利态势向全社会环保努力。环保，从来都不能与发展背道而驰。 2.课题的基本内容，可能遇到的困难，提出解决问题的方法和措施2.1课程的基本内容（1）设计船载系统。（2）设计地面监控系统。 2.2可能遇到的困难（1）如何打通上位机和下位机通信，尽量避免在使用过程中出现故障。（2）如何确保机械臂运动过程及增加负重后船体的稳定性。（3）如何提高各部件的防水性能，将可能出现的入水损坏度降到最低。 2.3方法和措施通过对水面清污机器人功能的分析，编写出软件，该软件不仅拥有固定的模式，操作者还需要熟练掌握遥控技能，通过调整船体姿态，更使船体始终保持平稳，不进水不淹部件。在材料选择上也要以防水为优先考虑。测试时尽量在干燥环境下进行，入水试航必须在专人指导下进行。淮海工学院毕业论文开题报告3.课题拟采用的研究手段（途径）和可行性分析 3.1 研究手段本项目参考现有的无人机和机械手的设计，在其基础上加以吸收和改进设计和结合。首先仔细分析现有的无人机模块控制原理，自主设计无人船的总体结构框图，然后细致分析各个功能模块。编程完毕之后画出本课题所需的电路原理图和实际电路图。编写相应程序调试无误后，设计船体以及模块安装分布图，调整船体浮力平衡。在本项目中，还要具备一定的遥控设备操纵基础、对元件集成及机械原理的深层了解更要积极查阅大量相关资料，其他相关的技术可以通过指导老师提供的相关资料以及技术提供参考。 3.2可行性在技术方面机械手已经是学院环境下成熟领域，虽然目前仅有陆空领域机器人，但在水领域依然空白，急需填补，因此受指导老师特别关注，辅助机械手知识减少研究难度。在遥控方面，学院有成熟航模遥控创新，无人机与无人船在一定知识领域互通互成，易于参考。操作方面，本人遥控能力商熟，可很好控制被遥控产品姿态。编程方面原理也与学院所授内容相符，易于实现。根据水面清污机器人设计的要求以及针对其功能所提出的方案，可以看出制作该系统所需要用到的技术比较成熟，所以本设计方案是完全可行的。 淮海工学院毕业论文开题报告指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见和对设计结果的预测）本课题主要完成水面清污机器人的设计，要求利用该该机器人能够完成水面污染物的清理，通过遥控来控制船体运动，利用机械手来抓取水面污染物。 在做本课题时，有以下几个点要注意：一、机器人结构的设计，主要包括船体和机械手，需要将二者紧密结合。二、机器人的控制系统设计，能够实现远程遥控机器人运动，并遥控机械手实现抓取动作。三、软件的设计，能够借助视频来实时监控船体周围污染物情况，方便机械手抓取。 本课题涉及的知识较为广泛，也有一定的深度，总体来讲工作量是