西安電子科技大學(xué)專區(qū)
基本信息
- 作品名稱：
- 雙臂可移動(dòng)式遙控機(jī)器人
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 簡(jiǎn)介：
本項(xiàng)目是一臺(tái)履帶式雙機(jī)械臂機(jī)器人,主要可執(zhí)行地震救援、排爆、特殊環(huán)境檢測(cè)和偵查等危險(xiǎn)工作。雙機(jī)械臂采用電動(dòng)推桿驅(qū)動(dòng)，單臂負(fù)載力達(dá)到30kg。結(jié)合短距離和中遠(yuǎn)距離無線傳輸方式，保障機(jī)器人在1500m范圍內(nèi)的無線控制。該機(jī)器人可攜帶有效載荷150kg，最大速度為35m/min，攀爬30°斜坡。利用機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)方程的正、逆解，結(jié)合控制算法解決了雙臂干涉問題。采用擬人化的控制方式，提高機(jī)器人可控性。
- 詳細(xì)介紹：
該機(jī)器人涉及到機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、無線通信以及圖像處理等多項(xiàng)領(lǐng)域。其具有三大功能：遠(yuǎn)程救援排爆探測(cè)、實(shí)時(shí)監(jiān)控和信息反饋。
基本思路是通過對(duì)雙機(jī)械臂的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高雙機(jī)械臂的動(dòng)作能力和負(fù)載力，簡(jiǎn)化機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和加工復(fù)雜度；采用一種擬人化的控制方式，提高多自由度機(jī)器人的可控性；通過對(duì)機(jī)器人控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和機(jī)械結(jié)構(gòu)的高安全性和高穩(wěn)定性設(shè)計(jì)，提高機(jī)器人整體的穩(wěn)定性和安全性。
創(chuàng)新點(diǎn)主要在機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)上，突破了傳統(tǒng)機(jī)械臂直流伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)模式，創(chuàng)造性的采用電動(dòng)推桿進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，一方面增加了機(jī)械臂的動(dòng)作能力，另一方面簡(jiǎn)化了機(jī)械臂結(jié)構(gòu)及加工復(fù)雜度。在對(duì)雙臂機(jī)械手的控制方式上，采用兩種不同的無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了手臂和手部動(dòng)作信息采集無線數(shù)據(jù)傳送，以及機(jī)器人運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)作控制命令的無線數(shù)據(jù)傳送，將短距離數(shù)據(jù)傳輸和中遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸很好的結(jié)合起來，提高控制的便攜性。在機(jī)械臂動(dòng)作控制方法上也有很好的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，由于雙機(jī)械臂的動(dòng)作控制限定條件遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過單臂機(jī)械臂，因此，控制程序的復(fù)雜度較高。本作品較好的解決了這方面的問題。
關(guān)鍵技術(shù)主要有高強(qiáng)度的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，高精度渦輪蝸桿控制技術(shù)，高穩(wěn)定性的控制電路設(shè)計(jì)，遠(yuǎn)距離無線通信技術(shù)，多任務(wù)實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)。
本機(jī)器人長1100mm，寬700mm，高500mm，重75kg，雙機(jī)械臂采用電動(dòng)推桿提供動(dòng)力，雙臂具有10個(gè)自由度，單臂負(fù)載力達(dá)到30kg，手臂長1000mm。可依靠?jī)陕膸У牟钏俎D(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)向或原地轉(zhuǎn)向。結(jié)合短距離和中遠(yuǎn)距離無線傳輸方式，保障機(jī)器人在1500m范圍內(nèi)的無線控制。該機(jī)器人可攜帶有效載荷150kg，最大速度為35m/min，可在草地、沙灘等復(fù)雜路面上行走，攀爬30°斜坡。利用機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)方程的正、逆解，結(jié)合控制算法解決了雙臂干涉問題。車載視覺監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可對(duì)周圍360°范圍里的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視。電源系統(tǒng)采用鉛酸動(dòng)力電池組供電，供電時(shí)間為2—3小時(shí)。雙機(jī)械臂采用擬人化的控制方式，提高機(jī)器人可控性。- 獲獎(jiǎng)情況：
第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品 二等獎(jiǎng)
第八屆西安高新“挑戰(zhàn)杯”陜西省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽特等獎(jiǎng)
