随着社会物质文明的高度进步，人们的生活都有了质的飞跃，特别是工业革命以来，由于人们过于重视工业和经济的发展，往往忽视了对环境的保护，这就使得近几年来世界环境日益恶劣，带来了各种各样的环境问题，湖泊、河流中随处可见的垃圾污染。各种废物会通过不同的渠道进人江河,导致河面的漂浮物越来越多。

水面多功能智能机器人针对水面环境污染的问题，致力于中小型湖泊河流等水域的固体垃圾清理和水质检测，如塑料袋、饮料瓶，树枝树叶等易清理的水面垃圾。实现垃圾清理和水质检测的机械化与自动化，整个打捞过程无需人工参与，安全性非常好，效率高。

机器人再解决环境问题的同时还可通过声音和摄像头对周边突发情况进行检测，如发生危险行为和紧急情况可及时将信息传送到后台，可及时制止或紧急救援。

机器人还可对水下鱼群密度及分布规律进行分析计算，及时向渔民反馈鱼群情况，便于渔民定点捕捞。

一.水面多功能智能机器人结构设计及功能

1.主要由摄像头，传动装置，动力装置，检测装置及控制系统组成。

2.利用树莓派4 B开发板和open CV摄像头来控制大小涡轮间的差速旋转，以实现机器人的转向和前进速度。

3.利用前端毛刷将垃圾卷入装置内，并通过传送带将垃圾送入储存仓。

4.能源装置采用太阳能发电，并配备蓄电池方阵，实现24小时无间断工作，大大提高工作效率。

5.机器人顶部与底部分别安装两个摄像头，可对水上与水下情况进行实时监控，顶部摄像头结合声音对周边突发情况进行检测，底部摄像头可利用等距取样法对水下不同鱼群密度进行分析计算和水质检测。

      先将调查总体分成若干等份，由抽样比率决定距离或间隔，然后按这一相等的距离或间隔抽取样方的方法,叫做等距取样法。

1.机器人的结构设计，主要由摄像头，传动装置，动力装置，检测装置及控制系统组成。

2.机器人的控制系统设计，控制系统拟采用树莓派4 B开发板和open CV摄像头对水面漂浮物进行识别。

3.实物制造，本项目将完成水面多功能智能机器人的实物制造。

拟解决问题：

1.如何设计机器人的程序编写和结构安装。

2.如何利用涡轮间的差速旋转使机器人精确旋转一定角度。

3 如何实现人机间的数据交互。

4.机器人利用什么方法对水下鱼群密度进行检测。

5.如何将声音与摄像头结合，利用声音检测人类行为。

6.机器人的密封性如何解决。

预期成果：

1.水面多功能智能机器人的三维建模。

2.机器人的实物

3.机器人能在实际环境中正常工作。

2021.11     调研与项目有关的信息。（国内外发展现状，船身材料，硬件开发环境）

2021.12     整体构思以及结构设计。（毛刷，传送带路径，外观设计）

2021.12     计算机建模，规划整体尺寸。（根据全国大学生机械创新设计大赛及实际情况进行整体尺寸规划）

2022.1       硬件调研并采购。（树莓派4 B开发板和Open CV摄像头）

2022.1~2   程序设计（机器人的前进，后退，转弯，机器人与工作区间位置定位，返程路线）

2022.3       实物制造（机床加工，钣金加工，3 D打印）

2022.4       编程与调试（单个部件调试后再整体调试）

2022.5       实际测试（在二教旁边的水池进行实际测试）