本发明涉及机器人领域，特别涉及到一种用于清理池塘内的垃圾等的机器人。
背景技术：
中国已经成为了世界第二大的经济体，经济方面得到了令人瞩目成果，可这高速的发展是建立在环境被破坏的基础上得来的。很多水体环境都不容乐观。特别是近年来，我们的生活水平和以前相比有了很大提高，外出旅游的人一年比一年多，由此造成各类景区爆满，垃圾随意丢弃，造成水面垃圾漂浮类似经常在网上报道的大规模的水葫芦灾害等水体环境问题就是因为人类随意丢弃垃圾造成的，现有技术中最常见的打理这类垃圾的方法是人工打捞，不仅很费劲，还不能取得预期效果。
因此，现有技术有待改进。
技术实现要素：
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种清理池塘垃圾的机器人，该机器人可自动清理池塘中的垃圾，省时省力，清理效果佳。
根据本发明实施例的清理池塘垃圾的机器人，包括：
船体；
第一叶轮和第二叶轮，所述第一叶轮和第二叶轮分别对称地设置于所述船体的前端；
传送带，所述传送带设置于船体内；
收集箱，所述收集箱一端与所述传送带连通且内置于所述船体；
蓄电池，所述蓄电池内置于所述船体；
电动机和减速机，所述电动机一端与蓄电池点连接，另一端与减速机的输入端电连接，所述减速机的输出端与所述传送带连接；
控制装置，所述控制装置用于控制传送带的传动速度和倾斜角度；
检测装置，所述检测装置设置与所述船体的前端。
有利地，所述船体前设置有向下的倾斜角，所述倾斜角与水平面的夹角为25度。较佳地避开水体阻力。
有利地，所述传送带包括第一链条、第二链条、多个链轮和传送板，所述传送板设置于第一链条和第二链条之间，所述多个链轮用于驱动所述第一链条和第二链条运动。
有利地，所述传送板上均匀间隔设置有隔板。
1、有利地，所述电动机的功率p应满足以下公式：
g＝g链+g垃圾+g带板；g为电机所受总力；
选取第一链条和第二链条的型号为10b,kg/m＝0.92
故m链≈0.92×5＝4.6kg
由于清理的是枯枝败叶和其他的一些水面漂浮物及悬浮水草，经随机测量后质选择最大的10kg计算。
g垃圾＝m垃圾g＝10×9.8＝98n(2)
传送带的重量约为15kg
故g＝49+98+147＝290.08n
传送机构与水平面存在夹角可以变动，其范围为25°-45°之间。
当倾角为25°时：延传送方向上所需要的力f＝g÷sin25°
＝290.08÷sin25°＝686.39n
当倾角为45°时：延传送方向上所需要的力f＝g÷sin45°
＝290.08÷sin45°＝410.24n
将传送带的速度设为0.8m/s，功率p＝fv(5)
这里取最大所需的力来设计既f取686.39n
根据公式p＝fv＝686.39×0.8＝549.112w。
有利地，所述多个链轮包括大链轮和小链轮，所述小链轮的链轮齿数z1＝20，大链轮的链轮齿数z2＝50，所述第一链条和第二链条的链节数lp＝130，所述小链轮和大链轮的中心距a＝750.23mm。
有利地，所述控制装置包括单片机。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的清理池塘垃圾的机器人的结构示意图；
1、船体；2、第一叶轮；3、第二叶轮；4、传送带；5、收集箱；6、电动机；7、减速机；8、第一链条；9、第二链条；10、链轮；11、隔板。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图来详细描述根据本发明实施例的清理池塘垃圾的机器人。
如图1所示，根据本发明实施例的清理池塘垃圾的机器人，包括：船体1；第一叶轮2；第二叶轮3；传送带4；收集箱5；蓄电池；电动机6；减速机7；控制装置和检测装置。
具体地说，船体1分为左右两部分，也就是说，第一叶轮2和第二叶轮3分别设置于船体1的左右两部分上，船体1长4.02米，左右两部分的前端分别设置有倾斜角，是为了减轻受到的水体阻力，倾斜角设置为25度。
蓄电池采用风帆蓄电池。
电动机6的功率p应满足以下公式：
g＝g链+g垃圾+g带板；g为电机所受总力；
选取第一链条8和第二链条9的型号为10b,kg/m＝0.92
故m链≈0.92×5＝4.6kg
由于清理的是枯枝败叶和其他的一些水面漂浮物及悬浮水草，经随机测量后质选择最大的10kg计算。
g垃圾＝m垃圾g＝10×9.8＝98n(2)
传送带4的重量约为15kg
故g＝49+98+147＝290.08n
传送机构与水平面存在夹角可以变动，其范围为25°-45°之间。
当倾角为25°时：延传送方向上所需要的力f＝g÷sin25°
＝290.08÷sin25°＝686.39n
当倾角为45°时：延传送方向上所需要的力f＝g÷sin45°
＝290.08÷sin45°＝410.24n
将传送带4的速度设为0.8m/s，功率p＝fv(5)
这里取最大所需的力来设计既f取686.39n
根据公式p＝fv＝686.39×0.8＝549.112w。查《微特电机应用手册》符合选择的电机是zyn系列钕铁硼永磁式直流电机。下表4.1电动机6参数。
减速机7选择的是蜗轮蜗杆减速机7，下表4.2减速器参数。
表4.2减速器参数表
本实施例中的传送带4，放置在左右体船之间位置，由于有一部分装置没入水面以下，因而工作环境比较恶劣。链传动对工作环境的要求低，适应能力强。能防止出现打滑等现象，因此本实施例中选择链传动。
传送带4包括第一链条8、第二链条9、多个链轮10和传送板，所述传送板设置于第一链条8和第二链条9之间，所述多个链轮10用于驱动所述第一链条8和第二链条9运动。传送板上均匀间隔设置有隔板11。多个链轮10包括大链轮10和小链轮10。大链轮10为主动链轮10，小链轮10为从动链轮10。
传送板的宽度为600毫米。
传送带4相关的计算如下：
链传动的链速定为v＝0.8m/s，根据链与链轮10齿数的关系当链速v＝0.6～3m/s时z1≥17，传动比的推荐值为i＝2～3.5,故取i取2.51.选择链轮10齿数z1、z2确定传动比i
主、从动链轮10齿数
取小齿轮齿数z1＝20，大齿轮的齿数为z2＝i·z1＝2.5×20＝50
2.确定计算功率
查机械设计中的机械设计表9-6查得工况系数ka＝1.0，主动链轮10数系数，kz＝1.28所以：
pca＝kakzp＝1.0×1.28×0.525kw＝0.672kw(2)
3.选择链条型号和节距
根据pca＝0.672kw，n1＝96.8r/min和pca≤pc，可选10a。链条节距为p＝15.875mm。
4.计算链节数和中心距
初选中心距a0＝(30～50)p＝(30～50)×15.875＝476.25～793.75mm。取a0＝750mm。相应的链长节数为：
取链长节数lp＝130。
5.计算链数，确定润滑方式
由v＝0.51m/s和链号10a-1，最终选择的润滑定为人工润滑。
6.计算压轴力fp
有效圆周力为：fe＝1000p/v＝1000×0.672÷0.51n(6)
＝1317.65n
链轮10水平布置时的压轴力系数kfp＝1.15，则压轴力为
fp≈kfpfe＝1.15×1317.65n＝1515.3n
链条型号为10a-1；链轮10齿数z1＝20z2＝50；链节数lp＝130，中心距a＝750.23mm。
小链轮10的齿数为z1＝20，大链轮10的齿数为z2＝50，链条的节距为p＝15.875mm，滚子外径，d1＝10.16mm，b1＝9.4mm
其相关尺寸计算入下：
分度圆直径：
齿顶圆直径：da1max＝d+1.25p-d1(8)
＝101.5+1.25×15.875-10.16
＝111.18mm
da1min＝d+(1-1.6/z1)p-d1
＝101.5+(1-1.6/20)×15.875-10.16
＝105.95mm
齿根圆直径：df1＝d-d1(10)
＝101.5-10.16
＝91.34mm
齿宽：bf1＝0.93b1
＝0.93×9.4＝8.742mm
倒角宽：ba1＝0.1p
＝0.1×15.875≈2mm
齿侧凸缘圆角半径：ra1＝0.04p＝0.04×15.875≈1mm
齿侧半径：rx＝p＝15.875mm
大链轮10直径较小，其相关尺寸的计算如下：
分度圆直径：
齿顶圆直径：da2max＝d’+1.25p-d1
＝252.8+1.25×15.875-10.16
＝262.5mm
齿根圆直径：df2＝d-d1
＝252.8-10.16
＝242.6mm
大链轮齿宽bf2＝8.742mm，倒角宽ba2＝2mm，
凸缘圆角半径ra2＝1mm，倒角半径rt＝15.875mm
依照装配关系，电动机6与减速机7通过轴套相接，电动机6输出功率为0.525kw，所以小链轮10轴的输入功率p＝0.525kw。
小链轮10轴的转速n＝96.8r/min
扭矩t＝9550p/n
＝9550×0.5/96.8
＝48.3n·m
式中：τt——扭转切应力，mpa：
t——轴所受的扭矩，n·mm
wt——轴的抗扭矩截面系数，mm3
n——轴的转速，r/min
p——轴传递的功率，kw；
d——轴截面处的直径，mm；
[τt]——许用扭转切应力，mpa，
由式(15-1)可得轴的直径
式中
3.估算最小轴轴径
因轴的材料是45调质钢，取a＝120(a-由轴的材料和承载情况所确定的常数)
由轴的最小直径估算公式
因为轴上开有一个键槽，对于直径d≤100mm的轴，当有一个键槽时，轴的直径应该要变大百分之五到百分之七，这边要与联轴器相最终直径定为50mm。
根据本发明实施例的清理池塘垃圾的机器人，用于清理各种水面漂浮物，还有悬浮在水体中的悬浮物。该机器人具有自动化，不依赖于人工，整个清理过程不需要人工的参与，大大提高了清理效率，促进对相关场合的环境治理和维护。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，均落入本发明的保护范围。