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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 樓梯運(yùn)輸機(jī)器人
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 該項(xiàng)目涉及一種用于搬運(yùn)重物上下樓梯的機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)上下樓的智能化，該機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計較為巧妙，控制方式靈活，具有較高的技術(shù)水平?？蛇m用于各種工廠、住宅樓的貨物搬運(yùn)。同時，對載物臺稍加人性化設(shè)計，便可實(shí)現(xiàn)載人上下樓，解決老人和殘疾人上下樓問題，具有較大的社會價值和經(jīng)濟(jì)價值。
- 詳細(xì)介紹：
- 該項(xiàng)目涉及一種用于搬運(yùn)重物上下樓梯的機(jī)器人。通過傾角傳感器控制平衡；通過紅外測距傳感器增強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)性；載物臺做水平、豎直運(yùn)動，重心變化平穩(wěn)；腿與框架螺栓聯(lián)接，便于拆卸存放；結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，體積小，質(zhì)量輕，便于市場推廣?？蛇m用于各種工廠、住宅樓的貨物搬運(yùn)。同時，對載物臺稍加人性化設(shè)計，便可實(shí)現(xiàn)載人上下樓，解決老人和殘疾人上下樓問題，具有較大的社會價值和經(jīng)濟(jì)價值。
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(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 作品設(shè)計、發(fā)明的目的： 設(shè)計一種智能化程度高、快速、穩(wěn)定，同時體積小、質(zhì)量輕、拆裝方便、價格低廉、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的樓梯運(yùn)輸機(jī)器人，解決載重上下樓梯的自動化問題。 基本思路： 此機(jī)器人主要由機(jī)械結(jié)構(gòu)和電氣控制兩部分構(gòu)成。機(jī)械結(jié)構(gòu)可分為載物架和支撐架兩部分，共有八根行走用的“腿”，支撐架上具有導(dǎo)軌供載物架滑動，結(jié)構(gòu)牢固，運(yùn)行平穩(wěn)安全。電氣控制部分主要包括單片機(jī)、紅外測距傳感器、電力驅(qū)動裝置。上樓時先將載物架抬高，然后向前移動載物架，如此重復(fù)這兩個過程，實(shí)現(xiàn)上樓功能。 創(chuàng)新點(diǎn)： 1、通過機(jī)電結(jié)合，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人載重上樓的自動化，節(jié)省人力，提高效率； 2、八條腿結(jié)構(gòu)，承載能力大，運(yùn)行平穩(wěn)，提高了運(yùn)輸安全系數(shù)； 3、通過紅外測距傳感器，能夠適應(yīng)不同樓梯高度； 4、電力驅(qū)動裝置為電動推桿，反應(yīng)靈敏、動作迅速，承載能力大，運(yùn)行平穩(wěn)； 5、此機(jī)器人拆裝簡單，便于存放； 技術(shù)關(guān)鍵： 1、如何控制機(jī)器人上樓過程的穩(wěn)定性； 2、如何使此機(jī)器人適應(yīng)不同高度的樓梯； 3、如何提高此機(jī)器人上樓的速度； 4、如何控制此機(jī)器人上樓運(yùn)動過程，使其快速響應(yīng)； 5、如何減小機(jī)器人的體積和質(zhì)量； 6、如何使此機(jī)器人拆裝簡單，便于存放； 主要技術(shù)指標(biāo)： 承載能力：200-400Kg，具體由所選電動推桿和框架性能決定； 主要結(jié)構(gòu)尺寸：長為950mm，寬為500mm，載物臺高815mm，載物臺有效面積875*500mm2； 上樓一層樓所需時間：90-300秒，具體由所選電機(jī)決定；
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 1、此機(jī)器人共有8條腿，結(jié)構(gòu)牢固，承載能力大；載物臺水平放置，做豎直、水平運(yùn)動，重心變化小，運(yùn)行平穩(wěn)。 2、通過紅外測距傳感器，能夠適應(yīng)在不同樓梯高度下工作，增強(qiáng)了環(huán)境適應(yīng)性。 3、采用傾角傳感器，時刻檢測載物臺角度變化，反饋給單片機(jī)，控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動平穩(wěn)； 4、采用電動推桿，響應(yīng)靈敏，承載能力大，運(yùn)行速度快。 5、輪子為萬向輪，此萬向輪設(shè)制動開關(guān)，上樓梯時可以防止機(jī)器人倒退。 6、機(jī)械部分主要為框架和四個電動推桿，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，質(zhì)量輕，成本低，便于市場推廣。 7、此機(jī)器人的8條腿與框架螺栓聯(lián)接，容易拆裝，便于存放；
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 合作生產(chǎn)
作品可展示的形式
- 模型、圖紙、現(xiàn)場演示、圖片、錄像、樣品
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)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(jì)效益預(yù)測
- 使用說明： 使用者只需把貨物放置于載物臺上，將機(jī)器人推至樓梯口，打開啟動開關(guān)，機(jī)器人自動開始工作；當(dāng)爬完一層樓后，按下暫停開關(guān)，手動推至下一樓梯前，按下開始開關(guān)，如此反復(fù)。 技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢： 1、載物臺水平放置，運(yùn)行平穩(wěn)。 2、通過紅外測距傳感器，增強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)性。 3、采用傾角傳感器，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動平穩(wěn)； 4、體積小，質(zhì)量輕，成本低，便于市場推廣。 5、腿與框架螺栓聯(lián)接，容易拆裝，便于存放； 適用范圍及推廣前景的技術(shù)性說明： 可以廣泛地運(yùn)用到居民樓、倉庫重物搬運(yùn)等場合。對此機(jī)器人進(jìn)行適當(dāng)改造，便可承載老人和殘疾人上下樓。 市場分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測： 全國有將近3200個縣、市，其中6層以下樓房占相當(dāng)大比例； 2007年，我國60歲以上的老年人口為1.53億人；據(jù)第二次全國殘疾人抽樣調(diào)查，全國有殘疾人的家庭共7050萬戶，城鎮(zhèn)殘疾人口為2071萬人，占24.96％。因此，樓梯運(yùn)輸機(jī)器人具有很好的市場前景，一旦成熟并投入市場，必將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
同類課題研究水平概述
- 目前國內(nèi)外對于爬樓梯機(jī)器人主要存在以下三種方案： 1、 履帶式機(jī)器人 直接利用履帶轉(zhuǎn)動達(dá)到上樓的目的。履帶式結(jié)構(gòu)傳動效率比較高，行走時重心波動很小，運(yùn)動非常平穩(wěn)。（如圖1） 此裝置重量大、運(yùn)動不夠靈活；爬樓時在樓梯邊緣造成巨大的壓力，對樓梯有一定的損壞；平地使用時所受阻力較大，行動緩慢，轉(zhuǎn)彎不方便；體積大，不便于存放；成本高；載物臺傾斜，減小了承載能力和穩(wěn)定性。 2、 輪式機(jī)器人 直接利用車輪或類輪轉(zhuǎn)動達(dá)到爬坡目的。輪組式爬樓梯裝置的活動范圍廣，運(yùn)動靈活。（如圖2） 此類裝置對環(huán)境適應(yīng)性取決于輪子大小和數(shù)量，帶來體積和質(zhì)量的增加；運(yùn)行時重心起伏較大，運(yùn)行不平穩(wěn)；體積大，不便于存放；成本高；載物臺傾斜，減小了承載能力和穩(wěn)定性。 3、 腿式機(jī)器人 模仿人類或其他動物行走運(yùn)動。載物臺水平，重心平穩(wěn)，承載能力高（如圖3） 早期腿式機(jī)器人，環(huán)境適應(yīng)性差，自動化程度低；缺乏對載物臺平衡性控制；機(jī)構(gòu)控制復(fù)雜，體積大，不便于存放；成本高。 通過國內(nèi)外同類課題研究水平分析知，體積大、質(zhì)量大、不便于存放、成本高、環(huán)境適應(yīng)性差、行動緩慢是現(xiàn)在樓梯運(yùn)輸機(jī)器人存在的共同問題。由于研究成果的不成熟，主要停留在研究或模型上，鮮有轉(zhuǎn)化為實(shí)際產(chǎn)品投入市場，沒有實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
