基本信息
- 項目名稱：
- 數(shù)控氣動爬梯子消防機器人
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 數(shù)控氣動爬梯子消防機器人，采用氣動作為動力，基于單片機控制，用氣缸帶動連桿機構(gòu)，使兩幅鉤子交替有序抬起、伸出、落下，實現(xiàn)機器人自動沿梯子上下爬動的動作。應(yīng)用仿生學原理，用機械方式模仿人手爬梯子的動作而設(shè)計的，其結(jié)構(gòu)簡單,動作可靠，實測表明該控制策略可行、響應(yīng)快速。這種新型機器人在很多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用潛力。
- 詳細介紹：
- 引 言： 針對密集程度大的高層建筑火災(zāi),現(xiàn)有的消防機器人并不能完全滿足實際需要，我們設(shè)計了一種能夠應(yīng)用于高層建筑火災(zāi)消防救援的數(shù)控氣動爬梯子消防機器人。這種爬梯子消防機器人可以攜帶水槍、攝像頭等消防器具沿梯子爬到高空，在高空，濃煙等一系列惡劣的環(huán)境下有效實現(xiàn)消防工作，這對減少國家財產(chǎn)損失將產(chǎn)生重要的作用。 設(shè)計原理： 數(shù)控氣動爬梯消防機器人是應(yīng)用仿生學原理來設(shè)計機器人爬動動作。利用空壓機提供氣源，采用氣動作為動力，用單片機控制電磁閥，驅(qū)動氣缸帶動聯(lián)桿和鉤子有序工作，使兩幅鉤子交替有序抬起、伸出、落下，實現(xiàn)機器人自動沿梯子上下爬動的動作。 整個機器人系統(tǒng)由機器人機身、梯子、空壓機組成。機器人系統(tǒng)最重要的部分就是機器人機身，其特征在于：機身由4個電磁換向閥、2個雙活塞氣缸、1個單活塞氣缸、機身架、單片機控制電路以及若干個高精度進口傳感器及其他輔助機械零件裝配成。 推廣前景： 目前針對高層建筑火災(zāi)，還沒非常有效的解決方案，數(shù)控氣動爬梯子消防機器人的發(fā)明，恰到好處的解決了這個問題。應(yīng)用到消防現(xiàn)場，能有效解決高層建筑火災(zāi)的消防救援，市場前景廣闊。此外，還可以應(yīng)用到高層建筑物的清洗。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 發(fā)明目的：實現(xiàn)具有爬梯子功能的機器人以克服以往機器人無法完成的動作和任務(wù)，以機器人代替人工在高空進行作業(yè)，如高層建筑火災(zāi)的消防問題，高層建筑外墻的清理問題等。 創(chuàng)新點： 用仿生學原理設(shè)計，用機械方式模仿人手爬梯子的動作來實現(xiàn)機器人沿梯子上下爬動，所有動作由氣缸加連桿機構(gòu)實現(xiàn)，使得機構(gòu)緊湊簡單。采用單片機控制，8個高精度進口傳感器確保動作精確且迅速，據(jù)檢索目前國內(nèi)外還沒有類似的爬梯子機器人，具有獨創(chuàng)性。完全由學生自主設(shè)計、加工、裝配而成。 技術(shù)關(guān)鍵：應(yīng)用仿生學原理設(shè)計，采用機械方式模仿人爬梯子時手的動作來實現(xiàn)機器人沿梯子上下爬動，采用氣動技術(shù)，連桿機構(gòu)，用四個簡單動作的循環(huán)完成爬梯子的過程，基于單片機控制系統(tǒng)。
科學性、先進性
- 本機器人可在濃煙，毒氣等惡劣的環(huán)境下實現(xiàn)消防作業(yè)，用攝像頭近距離勘察火場情況更清晰準確，在高空用水槍給高層建筑滅火比地面滅火更有效，解決了高層建筑火災(zāi)的消防救援問題，彌補了以往消防機器人的不足。 用仿生學原理設(shè)計，所有動作由氣缸加連桿機構(gòu)實現(xiàn)，使得機構(gòu)緊湊簡單，易于安裝維護，使用安全。采用單片機控制，實現(xiàn)機器人的自動化，機身上裝有8個高精度進口傳感器，準確地檢測機器人的動作和狀態(tài)，使得動作精確穩(wěn)定且迅速，據(jù)檢索目前國內(nèi)外還沒有類似的爬梯子的機器人。（文后有視頻資料）
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 在學校參加過評審，成績優(yōu)異。并在第七屆大連市創(chuàng)業(yè)項目展覽會中展出（大連星海會展中心），大連市前市委書記張成寅、前市長夏德仁觀看了數(shù)控氣動爬梯子消防機器人的演示，給予了高度評價和極大的鼓勵；展出過程中，很多企業(yè)和消防部門對我們的機器人很感興趣，有幾家投資商正在意向當中。
作品所處階段
- 目前處于實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 技術(shù)合作、聯(lián)合開發(fā)、專利轉(zhuǎn)讓均可
作品可展示的形式
- 可以實物、產(chǎn)品演示； 可以現(xiàn)場演示、像演示、 圖片展示；
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 優(yōu)勢：能夠?qū)Ω邔咏ㄖM行的消防作業(yè)，比目前的地面作業(yè)消防機器人更有效. 適應(yīng)范圍：適用于消防隊，也適合于有消防需求的組織和個人. 推廣前景：機器人參與滅火確實幫助人們解決了很多困難，同時降低了相關(guān)人員風險。在“以人為本”“科學技術(shù)是第一生產(chǎn)力”的今天，消防裝備必然優(yōu)先考慮既能保護消防員，而且技術(shù)先進的新型設(shè)備，來實現(xiàn)無人化滅火，該機器人應(yīng)用到消防現(xiàn)場，能有效解決高層建筑火災(zāi)的消防救援問題，市場前景廣闊。批量生產(chǎn)，經(jīng)濟效益可觀。
同類課題研究水平概述
- 1機器人的研發(fā)： 目前國內(nèi)外已經(jīng)研發(fā)出爬墻，爬竿，爬繩等機器人，但能夠爬梯子的機器人據(jù)我們檢索還沒有。 2機器人應(yīng)用到消防： 目前我國機器人用于消防還剛剛起步，但也有了一定的進展，如沈陽無人駕駛消防車的問世填補了我國消防車輛的空白。上海強師消防裝備有限公司生產(chǎn)的消防滅火機器人，在全國得到了廣泛應(yīng)用，但是我國的技術(shù)裝備還遠遠不夠，試想，如果擁有一個能夠針對高層建筑進行消防作業(yè)的機器人，必將大大降低消防人員在火災(zāi)救助中的傷亡人數(shù)，挽回火災(zāi)帶來的損失。我國消防機器人技術(shù)的發(fā)展對我國機器人技術(shù)、控制技術(shù)、通信控制技術(shù)、計算機技術(shù)等多學科領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展起到積極的作用和深遠的影響。 世界最新消防機器人介紹：日本東京消防廳研制的用于掌握火災(zāi)現(xiàn)場情況的偵察機器人具有爬樓梯和打開房門等功能，機器人能夠上下樓梯，在樓梯臺階上能自由轉(zhuǎn)向；具體偵察內(nèi)容包括火災(zāi)內(nèi)部情況、是否有人、著火點位置、周圍溫度、煙氣濃度和發(fā)出的各種聲響等。美國研制的偵察機器人Pandora是根據(jù)城市地形所設(shè)計的偵察機器人，該機器人采用履帶車輪驅(qū)動平臺，可以越過大的障礙物、溝、臺階和路階等；其通訊方式為無線通訊，通過射頻傳遞視頻和音頻信號的反饋。意大利推出了一種新型“消防機器人”，這種機器人能鉆進隧道里，代替消防員撲滅大火。
