基於物聯網技術新型環衛機器人研製檢視原始碼討論檢視歷史

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基於物聯網技術新型環衛機器人研製在一些以爬山為主要目的景區，我們可以經常看到一些吊着繩索的清潔工在懸崖峭壁上工作，這些人被贊為「懸崖上的舞者」，他們需要攀爬懸崖峭壁，撿拾遊客丟在懸崖上的垃圾，以維護景區的清潔衛生，圖1為一名正在懸崖上撿垃圾的清潔工，對於這些區域的垃圾清理往往很困難且具有一定的風險性，為了能夠不讓清潔工人冒着風險在懸崖峭壁上工作，本項目研製一款能夠代替環衛工人在懸崖峭壁上撿拾垃圾的環衛無人機，它能夠對懸崖峭壁上一些區域存在的垃圾進行清理，該款新型環衛無人機可大大降低了景區清潔工的勞動強度和風險，提高了清理垃圾效率。

2、創新研究與設計的內容和技術

a) 提出一種可以拾撿垃圾的新型仿生機械手臂結構。

b) 仿生機械手臂控制系統設計。

c) 智能化人機交互系統設計

3、應用與前景

該款新型環衛無人機清理設備可用於對懸崖峭壁上的垃圾進行清理，也可對樹枝上、山溝里存在的垃圾進行清理，另外本項目研製的無人機還具有無人機航拍攝影以及搬運物體功能，而且該套設備操作簡單、易於攜帶。通過調研和查閱相關資料發現，目前具有相同功能的環衛無人機在國內市場上還很少見，所以該產品的市場發展空間非常大，該產品能夠降低清潔人員工作的風險，提供人性化的服務，同時能夠美化自然環境，為人們提供舒適的生活環境。

二、技術方案與指標

（包括：問題分析、技術方案、創新設計、關鍵技術、技術指標、實施計劃、應用場景等）

1、問題分析

長期以來，清潔人員對於懸崖峭壁上垃圾的清理方式是清潔工吊着繩索在懸崖峭壁上清理被丟下的垃圾，這樣的工作方式不但作業強度大，而且風險性很大、效率不高，為了能改變這一現狀，研製一套能夠在懸崖峭壁上進行垃圾清理的環衛無人機，該無人機能夠替代清潔工到懸崖峭壁上進行清理作業，而且安全可靠，工作效率較高。

2、技術方案

a) 人機交互式環衛無人機垃圾搜索視頻傳輸系統設計

垃圾搜索視頻傳輸系統基於無線視頻傳輸系統，利用地面控制系統和無人機控制系統進行自動拍攝及獲取影像，無人機控制中心將獲取的影像進行圖像處理，並將處理好的數據通過無線通信技術傳到地面控制中心，地面工作人員根據傳回的視頻畫面對無人機發出相應指令。

b) 仿生機械手臂結構創新設計

撿拾垃圾仿生機械手臂具有兩自由度，可以實現機械臂的轉動和機械手的開合運動。

c) 仿生機械手臂的運動控制系統設計

仿生機械手臂運動控制系統主要包括以單片機為核心的下位機控制系統和以PC機為核心的上位機控制系統以及上位機與下位機之間的無線通信模塊、視頻採集模塊、視頻傳輸模塊；通過選取直流伺服電機和傳感器等相應器件的選型，實現對機械手臂的運動控制。

d) 智能化人機交互界面設計

人機交互界面可實現工作人員與無人機之間的交流更加方便、高效，從而達到兩者之間的自然協調。人機交互系統應包括傳感系統、通信系統、和機械手臂運動控制系統，人機交互界面布局包括：拍攝視頻顯示畫面；無人機所處位置、飛行路線、電池續航時間；操縱無人機姿態和機械手臂運動的指令按鈕。

3、創新設計

a) 拾撿垃圾的仿生機械手臂結構設計

b) 智能化人機交互系統設計

4、關鍵技術

a) 仿生機械手臂結構設計

b) 仿生機械手臂運動控制電路設計

5、技術指標

a) 遙控器控制距離3km；

b) 無人機機械手臂的最大長度30cm；

c) 拾撿垃圾無人機重量不超過2kg；

d) 接近傳感器發出提示信號時機械手臂距離被抓取目標的距離為1m；

6、實施計劃

2021.04---2021.05 無人機結構設計、機械手臂和載荷雲台結構設計。

2021.06---2021.07 根據設計好的結構模型，定製無人機、機械手臂等設備，購買攝像機、傳感器等器件；根據功能需求設計環衛無人機控制系統。

2021.08---2021.10 對環衛無人機進行組裝和性能試驗，根據試驗過程中出現的問題，對環衛無人機進行改善和優化。

7、應用場景

該新型環衛無人機主要應用於懸崖峭壁等一些垃圾難以清理的區域。