太阳能遥控水面漂浮物清理船说明书

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1、太阳能遥控水面漂浮物清理船设计者：伍振宇、周俊波、侯得志、王春龙、肖梦、董佳、徐芳指导老师：周为民、王玉林南华大学机械工程学院，衡阳市，邮编：421001关键词：太阳能、遥控、漂浮物、清理作品内容简介太阳能遥控水面漂浮物清理船是针对理船主要针对各种湖泊河道,尤其是狭窄河道、滩涂及景区内的湖泊、池塘的固体垃圾、浮萍等清理，以及在危险区域进行远程作业，提高安全性和高效性。通过方案设计、分析、测试设计而成，由太阳能电池系统、动力系统、遥控系统、传感系统、作业系统和船体组成。执行作业系统中的传送带通过动力系统转动，利用传送带进行垃圾的回收清理。动力

2、系统中的动力电机通过导线及遥控接收装置与太阳能电池系统中的蓄电池连接，遥控接收装置的输入端通过导线与传感系统，太阳能发电系统中的蓄电池连接，人员在岸边进行遥控操作。联系人：伍振宇联系电话：15211478193E-mail：694387129@qq.com1研制背景及意义据调查分析和平时的观察可知中国现在大多数的河流湖泊，特别是各种景区的湖泊都受到垃圾的污染，不仅影响美观，时间长久的话还产生各样污染物，会对水体产生污染，从而影响水质。另外，垃圾不清理还导致航道的阻塞。而且如今国内大多数的垃圾处理是靠人在船上用渔网等工具打捞，不仅需要大量的人

3、力物力，而且效率低，在一些危险区域人员的人身安全得不到保障。而市场上的垃圾打捞船价格昂贵，价格几万到几十万不等，难于得到普遍推广。而且现有的垃圾清理船体积庞大，不灵活而且对于狭窄的河道、滩涂或者是公园景区的小型湖面没办法进行作业。再次，现有的船都是靠柴油机或者汽油机作为动力，在作业的时候不仅产生大量的废气还有漏油，对气体和水体都有污染，并不符合国家现在提出节能减排的政策。所以新型高效节能的垃圾清理船急迫的需要。太阳能遥控水面漂浮物清理船是针对理船主要针对各种湖泊河道,尤其是狭窄河道、滩涂及景区内的湖泊、池塘的固体垃圾、浮萍等清理，以及危险区

4、域进行远程作业，提高安全性和高效性。2设计方案-7-通过方案设计、分析、测试设计而成，由太阳能发电系统、动力系统、遥控系统、传感系统、作业系统和船体组成。2.1电器控制太阳能电池系统、动力系统、遥控系统和传感系统都包含有电器控制部分。太阳能电池系统：太阳能电池板如图：太阳能电池板位于侧边的两个船体表面，可以节约空间。利用电池板进行发电，电存储在蓄电池中，从而进行利用。为了防止太阳能电池的寿命，增强其防腐、防雨、防污等能力，采用玻璃合金密封，在表面增加玻璃板，而背面增加合金薄片。图1太阳能电池板动力系统：动力系统包括蓄电池，导线，电动机，齿轮

5、、螺旋桨等。蓄电池可以充电，也可以利用太阳能电池板转化成电能存储，蓄电池提供电能，让电动机转动，推力是采用双螺旋桨推动，独立电机，分别位于两个船体的后部，这样控制就灵活，而且也有足够的动力。图2动力传动图-7-图3双螺旋桨驱动遥控系统和传感系统：这部分主要利用单片机设计进行控制。控制功能主要有1、独立控制2个螺旋桨的速度以达到控制方向（左右前后），和速度。2、感应传感，探测障碍物，可以自己智能改变方向和速度，避免碰撞，可以实现无人操作自动作业。3、控制传送带作业。2.2机械部分船体部分：该作品采用2个船体结构，同时也可以放置太阳能电池板，安

6、装螺旋桨、动力系统、遥控系统、传感系统。作业系统、和回收垃圾装置主要位于中间的船体。这样的设计不仅外观漂亮，而且结构合理，有利于船的平衡。作业系统：主要是由传送带、支撑架、齿轮、电机、抓盘组合成。利用传送带和抓盘的结构，电机转动之后抓盘可以把垃圾从水面打捞到船上的回收舱中图4抓盘图5垃圾箱-7-3理论设计计算一、物理计算：1、单个船体积估计：700mm×25mm×25mm2、空船的质量估计：船骨架2kg,支柱骨架2kg，传送带及抓盘1kg,机电设备2kg，平衡铁块（用于调节作用根据实际情况质量待定）。3、船阻力的估计：船的阻力分为兴波阻力，

7、粘压阻力，摩擦阻力，附体阻力，风阻力。各种成分在不同航速的船中不同对于低速船来说摩擦阻力占总阻力的70%-80%，粘压阻力大于10%，风阻力和附体阻力成分很小。在船舶的阻力计算中两个参数对阻力的考察很重要，一个是雷诺数Re，另一个是傅汝德数Fn，其中Re=Lv/v（v表示船航行的速度，我们设计的最高船速为5m/s，v表示运动粘性系数在水温15℃，v为1.13902E6代入公式得Re=3.0973E-6。Fn=v/，代入公式得Fn=0.431。根据1935年在巴黎召开的国际船模试验会议上，正式宣布采用下列公式计算船体的阻力Rf=ρfSv1.8

8、25/101.94,其中ρ为水的密度，S为船的湿面积，f为阻力系数，f其值为0.1392+[1+0.0043(15℃-t)],L为船长，t为水温℃。初步计算总阻力值23.425N