一種基于STM32單片機(jī)的無(wú)人垃圾清理船

朱林　汪武剛　楊帆　齊福年　薛凱峰

【摘 要】在如今現(xiàn)有的水面垃圾清理船對(duì)于一些懸浮于水中的垃圾的清理存在效果差，清理效率低等問(wèn)題，同時(shí)現(xiàn)有的垃圾清理船對(duì)于垃圾的儲(chǔ)存有限，需要反復(fù)到岸邊進(jìn)行卸料，操作繁瑣費(fèi)時(shí)費(fèi)力，并且現(xiàn)有的垃圾清理船清理上來(lái)的垃圾沒(méi)有與操作人員分隔開(kāi)，影響人員的操作，造成操作人員的不適。

為此，本文介紹了一種基于STM32單片機(jī)的無(wú)人垃圾清理船，包括船體、控制裝置、打撈裝置、傳送裝置、粉碎裝置、壓縮裝置、圖傳裝置、電能儲(chǔ)存裝置和輔助裝置幾大部分。完全可以解決現(xiàn)實(shí)中清理水面垃圾和水草所存在的問(wèn)題和困難。

【關(guān)鍵詞】水面垃圾;清理船;粉碎壓縮;STM32單片機(jī)

中圖分類號(hào)： TP242 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）29-0031-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.29.013

0 前言

目前所采用的水面漂浮垃圾打撈裝置設(shè)計(jì)不夠合理，結(jié)構(gòu)笨重，對(duì)水面垃圾漂浮物的打撈效率比較低。現(xiàn)有技術(shù)主要依靠人工打撈，采用這種方法垃圾打撈效率比較低，同時(shí)耗費(fèi)工作人員較多時(shí)間，增加了工作人員的工作量，人工打撈作業(yè)很難保證工作人員的人身安全，打撈的范圍受限嚴(yán)重。現(xiàn)存打撈船的自動(dòng)化程度比較低，而且打撈到的垃圾量比較少，因此在水面垃圾打撈船方面的技術(shù)方面還需要進(jìn)一步改進(jìn)。

為解決上述問(wèn)題，本文介紹了一種基于STM32單片機(jī)的無(wú)人垃圾清理船。

1 無(wú)人垃圾清理船的主要結(jié)構(gòu)

本文介紹了一種基于STM32單片機(jī)的無(wú)人垃圾清理船，主要包括船體、控制裝置、打撈裝置、傳送裝置、粉碎裝置、壓縮裝置、圖傳裝置、電能儲(chǔ)存裝置和輔助裝置幾大部分。

船體部分：以蝦艇為主體搭載各種裝置，具有速度快，效率高，船身穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)。

控制裝置：使用的是STM32單片機(jī)，處理速度快，功能更多，可設(shè)計(jì)程序完成規(guī)定區(qū)域內(nèi)自動(dòng)打撈工作;單片機(jī)連接的GPS模塊具有定位功能，隨時(shí)監(jiān)測(cè)船體位置，防止丟失;單片機(jī)連接的無(wú)線wifi模塊可實(shí)現(xiàn)無(wú)人船的遠(yuǎn)程遙控。

打撈裝置：由撥草輪和分草器組成。撥草輪旋轉(zhuǎn)將垃圾和水草從水面自下而上的撈起，然后在分草器的作用下將垃圾和水草從撥草輪上取下并掉入傳送裝置上，類似于聯(lián)合收割機(jī)前端的割臺(tái)。

傳送裝置：主要由傳送帶組成，承接來(lái)自打撈裝置打撈上來(lái)的垃圾和水草傳遞給后方的粉碎裝置。

粉碎裝置：主要由一臺(tái)小型粉碎機(jī)組成，將來(lái)自傳送裝置的垃圾和水草粉碎成小塊固體供給壓縮機(jī)壓縮。

壓縮裝置：主要由一臺(tái)小型壓縮機(jī)和儲(chǔ)存箱構(gòu)成，壓縮機(jī)將來(lái)自粉碎機(jī)的被粉碎后的垃圾和水草壓縮，并儲(chǔ)存與儲(chǔ)存箱內(nèi)。

圖傳裝置：船體前方還安裝了高清攝像頭，可以使工作人員通過(guò)高清攝像頭遠(yuǎn)程監(jiān)控周?chē)鷫木?，配合無(wú)線wifi模塊使用可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程手動(dòng)操控;高清攝像頭下安裝有兩個(gè)360度舵機(jī)，可使高清攝像頭上下左右旋轉(zhuǎn)觀察。

電能儲(chǔ)存裝置：裝備有多塊聚合物鋰電池，為整個(gè)無(wú)人船供電。

輔助裝置：如燈光等輔助設(shè)備。

2 無(wú)人垃圾清理船的主要功能

船體為蝦艇，特點(diǎn)是速度快，船身穩(wěn)。垃圾和水草被船身前端的打撈裝置打撈上來(lái)后，被位于船身中間部分的傳送裝置傳送到位于船身后半部分的粉碎裝置中，經(jīng)過(guò)粉碎機(jī)的粉碎，大塊垃圾與水草被粉碎成小塊固體，最終進(jìn)入壓縮裝置被壓縮。本清理船搭載圖傳系統(tǒng)，配合無(wú)線wifi模塊可實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛遙控，控制裝置中的GPS模塊對(duì)船體進(jìn)行定位。電能儲(chǔ)存裝置里裝備的是聚合物鋰電池，續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)。完全可以解決現(xiàn)實(shí)中清理水面垃圾和水草所存在的問(wèn)題和困難。

3 結(jié)論

圖1 單片機(jī)STM32電路圖

本文介紹的無(wú)人垃圾清理船主要有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：首先，蝦艇結(jié)構(gòu)大大提升了垃圾清理船的速度，進(jìn)而大大提升了清理垃圾的效率;船體可設(shè)計(jì)程序在一定區(qū)域內(nèi)按照指定路線自動(dòng)清理垃圾，脫離人工控制，且GPS模塊隨時(shí)為船體定位，防止船體丟失;類似割臺(tái)的打撈裝置實(shí)現(xiàn)了垃圾與環(huán)境的高效分離;粉碎與壓縮裝置將垃圾體積最小化，更加充分地利用了船上的空余空間，并且大大減輕了垃圾的重量，不會(huì)出現(xiàn)反復(fù)到岸邊進(jìn)行卸料，操作繁瑣費(fèi)時(shí)費(fèi)力的情況;圖傳裝置與無(wú)線wifi模塊配合，讓工作人員根據(jù)攝像頭傳回來(lái)的圖像可以對(duì)無(wú)人船的遠(yuǎn)程控制清理水面垃圾;電池采用聚合物鋰電池，安全性能好，重量輕，內(nèi)阻小，容量大，續(xù)航能力強(qiáng);真正實(shí)現(xiàn)人機(jī)分離，減少了工作人員的工作量，保證了工作人員的安全，改善了工作人員的工作環(huán)境，使工作更加智能化，自動(dòng)化，人性化。

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