海滩自主作业清洁机器人结构设计方案

这款面向滨海公共区域运维场景开发的移动作业设备，核心定位是解决潮间带、公共沙滩区域的固体废弃物清理痛点，替代传统人工捡拾的低效作业模式。从结构设计逻辑来看，整机采用低接地比压的行走底盘布局，考虑到沙滩表层沙粒松散、承压能力弱的特性，行走单元选用宽幅履带结构，履带板表面做了防滑凸筋设计，既可以避免作业过程中设备下陷，也能在湿滑的潮间带区域保持足够的抓地力，不会因为表层海沙流动出现打滑空转的问题。整机的作业端前置布置，将垃圾收集、筛分、存储的功能模块沿行走方向依次排布，作业时前端的梳齿状收集机构先将表层沙粒连带混杂的塑料瓶、烟蒂、食品包装袋、破碎贝壳等废弃物一同铲起，送入后方的振动筛分单元，通过特定振幅的往复振动，让粒径小于筛网孔径的沙粒落回沙滩表面，将尺寸大于筛孔的固体废弃物导流到后方的存储仓内，整个筛分过程不会过度扰动深层沙层，避免破坏沙滩原有的表层平整度。

从功能特性来看，设备的作业高度可以根据沙滩的地形起伏做自适应调整，前端收集机构配备了浮动支撑结构，当遇到局部凸起的沙堆或者凹陷的潮沟时，收集铲可以在一定范围内上下浮动，始终保持和沙面的贴合间隙在合理区间，既不会因为间隙过大漏捡表层垃圾，也不会因为铲入深度过深带走过多洁净沙粒。存储仓采用快拆式结构设计，当仓内垃圾收集到额定容量时，可以通过侧边的锁止机构快速卸下存储仓倾倒垃圾，不需要借助额外的辅助工具，单人即可完成清空操作，适配户外长时间连续作业的运维需求。整机的电控模块和动力单元都做了密封防护处理，防护等级满足滨海高盐雾、高湿度环境的使用要求，避免海雾、溅起的海水侵入设备内部造成元器件腐蚀损坏，所有外露的结构件都做了防腐涂层处理，连接紧固件选用不锈钢材质，降低长期户外使用的锈蚀风险。

在外形尺寸与安装边界的设计上，整机宽度控制在常规沙滩人行步道的通行宽度以内，转场时可以直接通过公共区域的无障碍通道，不需要额外拆解运输；整机高度做了压低处理，降低作业过程中的重心高度，在侧倾的沙滩坡面上作业时可以保持足够的稳定性，不会出现侧翻风险。设备的转弯半径做了优化设计，通过两侧履带的差速控制实现原地转向，能够在沙滩上的遮阳伞、休闲座椅等固定障碍物之间灵活穿行，清理边角区域的垃圾，不会留下明显的作业死角。考虑到滨海区域的日照条件，设备顶部预留了光伏板的安装接口，可以根据作业需求加装小型光伏发电单元，延长户外连续作业的续航时间，减少充电频次。

从实际应用场景出发，这款设备不仅可以用于公共浴场、滨海景区的日常沙滩保洁，也可以在退潮后的潮间带区域作业，清理海潮带来的海洋漂浮垃圾，相比传统的人工清洁模式，作业效率可以提升数倍，而且筛分后的沙粒直接回填，不会造成沙粒的额外流失，也不会因为作业过程在沙滩留下较深的车辙印记，影响沙滩的整体观感。设计过程中针对沙粒容易进入运动副的问题，所有转动关节位置都加装了防尘密封圈，同时预留了压缩空气吹扫接口，日常维护时可以直接用高压气清理缝隙内积存的沙粒，降低运动部件的磨损速度，延长设备的整体使用寿命。整机的操控单元做了简化设计，既可以按照预设的路径自主作业，也可以由运维人员手动遥控操作，适配不同场景下的作业需求，比如在举办沙滩活动的区域，可以通过手动遥控重点清理人流密集区域的垃圾，日常运维时则切换到自主作业模式，按照划定的区域自动完成清洁任务。