朱林　汪武刚　杨帆　齐福年　薛凯峰

【摘 要】在如今现有的水面垃圾清理船对于一些悬浮于水中的垃圾的清理存在效果差，清理效率低等问题，同时现有的垃圾清理船对于垃圾的储存有限，需要反复到岸边进行卸料，操作繁琐费时费力，并且现有的垃圾清理船清理上来的垃圾没有与操作人员分隔开，影响人员的操作，造成操作人员的不适。

为此，本文介绍了一种基于STM32单片机的无人垃圾清理船，包括船体、控制装置、打捞装置、传送装置、粉碎装置、压缩装置、图传装置、电能储存装置和辅助装置几大部分。完全可以解决现实中清理水面垃圾和水草所存在的问题和困难。

【关键词】水面垃圾;清理船;粉碎压缩;STM32单片机

中图分类号： TP242 文献标识码： A 文章编号： 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捞装置设计不够合理，结构笨重，对水面垃圾漂浮物的打捞效率比较低。现有技术主要依靠人工打捞，采用这种方法垃圾打捞效率比较低，同时耗费工作人员较多时间，增加了工作人员的工作量，人工打捞作业很难保证工作人员的人身安全，打捞的范围受限严重。现存打捞船的自动化程度比较低，而且打捞到的垃圾量比较少，因此在水面垃圾打捞船方面的技术方面还需要进一步改进。

为解决上述问题，本文介绍了一种基于STM32单片机的无人垃圾清理船。

1 无人垃圾清理船的主要结构

本文介绍了一种基于STM32单片机的无人垃圾清理船，主要包括船体、控制装置、打捞装置、传送装置、粉碎装置、压缩装置、图传装置、电能储存装置和辅助装置几大部分。

船体部分：以虾艇为主体搭载各种装置，具有速度快，效率高，船身稳等优点。

控制装置：使用的是STM32单片机，处理速度快，功能更多，可设计程序完成规定区域内自动打捞工作;单片机连接的GPS模块具有定位功能，随时监测船体位置，防止丢失;单片机连接的无线wifi模块可实现无人船的远程遥控。

打捞装置：由拨草轮和分草器组成。拨草轮旋转将垃圾和水草从水面自下而上的捞起，然后在分草器的作用下将垃圾和水草从拨草轮上取下并掉入传送装置上，类似于联合收割机前端的割台。

传送装置：主要由传送带组成，承接来自打捞装置打捞上来的垃圾和水草传递给后方的粉碎装置。

粉碎装置：主要由一台小型粉碎机组成，将来自传送装置的垃圾和水草粉碎成小块固体供给压缩机压缩。

压缩装置：主要由一台小型压缩机和储存箱构成，压缩机将来自粉碎机的被粉碎后的垃圾和水草壓缩，并储存与储存箱内。

图传装置：船体前方还安装了高清摄像头，可以使工作人员通过高清摄像头远程监控周围坏境，配合无线wifi模块使用可实现远程手动操控;高清摄像头下安装有两个360度舵机，可使高清摄像头上下左右旋转观察。

电能储存装置：装备有多块聚合物锂电池，为整个无人船供电。

辅助装置：如灯光等辅助设备。

2 无人垃圾清理船的主要功能

船体为虾艇，特点是速度快，船身稳。垃圾和水草被船身前端的打捞装置打捞上来后，被位于船身中间部分的传送装置传送到位于船身后半部分的粉碎装置中，经过粉碎机的粉碎，大块垃圾与水草被粉碎成小块固体，最终进入压缩装置被压缩。本清理船搭载图传系统，配合无线wifi模块可实现无人驾驶遥控，控制装置中的GPS模块对船体进行定位。电能储存装置里装备的是聚合物锂电池，续航时间长。完全可以解决现实中清理水面垃圾和水草所存在的问题和困难。

3 结论

图1 单片机STM32电路图

本文介绍的无人垃圾清理船主要有以下几个优点：首先，虾艇结构大大提升了垃圾清理船的速度，进而大大提升了清理垃圾的效率;船体可设计程序在一定区域内按照指定路线自动清理垃圾，脱离人工控制，且GPS模块随时为船体定位，防止船体丢失;类似割台的打捞装置实现了垃圾与环境的高效分离;粉碎与压缩装置将垃圾体积最小化，更加充分地利用了船上的空余空间，并且大大减轻了垃圾的重量，不会出现反复到岸边进行卸料，操作繁琐费时费力的情况;图传装置与无线wifi模块配合，让工作人员根据摄像头传回来的图像可以对无人船的远程控制清理水面垃圾;电池采用聚合物锂电池，安全性能好，重量轻，内阻小，容量大，续航能力强;真正实现人机分离，减少了工作人员的工作量，保证了工作人员的安全，改善了工作人员的工作环境，使工作更加智能化，自动化，人性化。

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