详情

原文传递小水域自动清理船的设计

论文题名：	小水域自动清理船的设计
关键词：	自动清理船;机械结构;动力学;有限元分析;控制系统
摘要：	随着人口城镇化，人类活动日益频繁，河道、湖泊、养殖水域等小水域水面垃圾污染日趋严重，目前多以人工打捞为主，费时费力且人员安全无法保证。针对于这些小水域的水面垃圾清理，本文以一款新型小水域垃圾自动清理船为研究对象，实现了以自动化的方式打捞水面垃圾，降低了小水域水面垃圾清理工作难度，提升了小水域清理效率，并保障了操作人员安全。　　小水域自动清理船主要活动区域是小型水域，要求船体灵活，控制简便，同时尽可能的扩大清理面积。根据这些实际需求，本文研发了一款新型小水域自动清理船，提出了清理船工作原理和设计方法，对各机械结构:推进机构、收集机构、船体分别进行了设计及优化，引进了旋转边刷机构，对电路部分进行了选型优化设计，建立了新型小水域自动清理船完整装配模型，实现了“小船体，大清幅”，提升了小水域清理船的清洁效率。　　本文分析和优化了小水域清理船关键机械结构——收集机构，用动力学理论推导了垃圾收集机构的动力学方程，确定了耦合项，分析了一种解耦模型，建立了收集机构动力学仿真模型，得出了解耦模型下的收集机构动力学仿真分析结果，验证了解耦模型的合理性。同时对收集机构各构件进行了有限元分析，优化材料属性，得出各构件的应力云图和移云图，优化了收集机构的设计。本文提出了小水域自动清理船控制方法，对控制元件进行优化选型，开发了一种简便且安全的控制程序系统，通过每个组件的功能实现，形成了完整的整机控制系统，实现了遥控灵活控制船体的各个作业动作。　　该小水域自动清理船为城市河道、公园湖泊水面等小型水域漂浮物的清理提供了一种可行的方案，可大大改善目前作业比较落后的局面。
作者：	司宣妮
专业：	机械工程
导师：	童水光
授予学位：	硕士
授予学位单位：	浙江大学
学位年度：	2020