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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 高危環(huán)境作業(yè)機(jī)器人
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 機(jī)械與控制
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作A類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- 該機(jī)器人的材料采用的VEX比賽器材，機(jī)身上搭有一個(gè)機(jī)械手臂、2個(gè)設(shè)想頭、1個(gè)擴(kuò)音器。采用無(wú)線操控，可以遠(yuǎn)程觀察現(xiàn)場(chǎng)情況并進(jìn)行通過(guò)機(jī)械手臂進(jìn)行作業(yè)，主要適用于高危環(huán)境下，工作人員難以進(jìn)入的工作場(chǎng)所進(jìn)行作業(yè)，保障工作人員的生命健康。
- 詳細(xì)介紹：
- 高危環(huán)境作業(yè)機(jī)器人運(yùn)用到了無(wú)線圖像和音頻傳輸技術(shù)、無(wú)線控制系統(tǒng)、無(wú)線語(yǔ)音對(duì)講系統(tǒng)，并在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)及加工，達(dá)到能夠順利完成作業(yè)的目的。 機(jī)器人行動(dòng)方式采用履帶式行走，進(jìn)行作業(yè)的機(jī)械手臂分為幾個(gè)關(guān)節(jié)，能夠能靈活、精準(zhǔn)的作業(yè)。
作品圖片
作品專(zhuān)業(yè)信息
設(shè)計(jì)、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)
- 該機(jī)器人能夠在對(duì)人類(lèi)生命健康構(gòu)成威脅的情況下進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域代替人類(lèi)進(jìn)行工作，從而達(dá)到減少人類(lèi)在高危環(huán)境下工作的傷亡率。 數(shù)據(jù)采集端：機(jī)器人通過(guò)馬達(dá)帶動(dòng)履帶行走并自帶有照明設(shè)備；在主體部位要安裝攝像頭把采集到的圖像信息發(fā)送到遠(yuǎn)程電腦上；無(wú)線對(duì)講系統(tǒng)可以將聲音信息發(fā)送到遠(yuǎn)程的機(jī)器人終端上，通過(guò)所安裝的揚(yáng)聲器使遠(yuǎn)端能夠聽(tīng)到聲音信息。安裝在機(jī)器人一側(cè)的機(jī)械臂可以精確、高效率的進(jìn)行作業(yè)。 數(shù)據(jù)接收端：通過(guò)所安裝在電腦端的控制軟件，對(duì)機(jī)器人的方向與作業(yè)進(jìn)行控制；對(duì)傳回的實(shí)時(shí)畫(huà)面顯示在電腦屏幕上與遠(yuǎn)端傳回的聲音信息相結(jié)合，對(duì)前方的情況作出準(zhǔn)確判斷。 機(jī)器人的零部件全是用的VEX器材，機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、搭建、遙控器和對(duì)講機(jī)的改裝。成了完成這一項(xiàng)目的關(guān)鍵。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 該項(xiàng)目運(yùn)用到了無(wú)線圖像和音頻傳輸技術(shù)、無(wú)線控制系統(tǒng)、無(wú)線語(yǔ)音對(duì)講系統(tǒng)，并在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)及加工，達(dá)到了能夠順利完成任務(wù)的目的。 高危環(huán)境作業(yè)機(jī)器人與傳統(tǒng)的救援工具（施工用的挖機(jī)）相比運(yùn)用到了無(wú)線操控技術(shù)，能夠通過(guò)圖像和音頻對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操控，大大減少了救援人員的風(fēng)險(xiǎn)。 考慮到機(jī)械手臂在工作中對(duì)工作對(duì)象需要一定的精準(zhǔn)度并且保證機(jī)械手臂能夠承受不同的壓力，遙控端可以根據(jù)機(jī)械手臂的馬達(dá)在工作中所承受的負(fù)荷來(lái)控制馬達(dá)的動(dòng)力輸出（無(wú)極變數(shù)）。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 作品還在完善階段，目前還沒(méi)通過(guò)專(zhuān)家的評(píng)審。
作品所處階段
- 中式階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 普通許可
作品可展示的形式
- 現(xiàn)場(chǎng)演示、實(shí)物
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 該機(jī)器人是在由遙控器改進(jìn)的操控箱上進(jìn)行操控，操控箱上有相應(yīng)的按鈕。它適用于到達(dá)某些因特殊情況會(huì)對(duì)人體生命健康構(gòu)成威脅而導(dǎo)致人員無(wú)法進(jìn)入的地方投放或拾回某些物品。例如：日本地震時(shí)攜帶高壓水槍進(jìn)入輻射區(qū)域?qū)Πl(fā)電機(jī)組進(jìn)行注水作業(yè)（完成這樣的作業(yè)需擴(kuò)大機(jī)器人體積、更換相應(yīng)功率的馬達(dá)及動(dòng)力來(lái)源。由于物質(zhì)范圍有限，還不能進(jìn)行這樣大規(guī)模的制作及實(shí)驗(yàn)）。 制作這樣一個(gè)機(jī)器人費(fèi)用需根據(jù)工作需求而定，雖然生產(chǎn)出一個(gè)大型機(jī)器人需要一定人力、財(cái)力，但與損失一位工作人員的生命健康相比肯定物超所值，在地震之后該機(jī)器人還可搭載生命探測(cè)儀和食物進(jìn)入災(zāi)區(qū)。 “養(yǎng)兵千日，用兵一時(shí)”高危環(huán)境作業(yè)機(jī)器人可以根據(jù)不同的單位，制作符合自己工種大小的機(jī)器人，雖然在日常工作中它只是個(gè)擺設(shè)，但是到了特殊環(huán)境，它的價(jià)值卻是不可估量的。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 當(dāng)前國(guó)內(nèi)外的科技行業(yè)正在迅速發(fā)展，大大提高了生產(chǎn)率，雖然目前國(guó)內(nèi)外的科技水平都達(dá)到了一定的程度，但是人們似乎忽略了一個(gè)細(xì)節(jié)，在有了科學(xué)技術(shù)的前提下，我們似乎都用之投入于勞動(dòng)生產(chǎn)中或是其他科技含量更高的科學(xué)研究，沒(méi)有注意到如何使用這些技術(shù)能夠減少特殊環(huán)境下對(duì)人類(lèi)的傷亡率。 歷史上，人們應(yīng)急災(zāi)害的手段一直很簡(jiǎn)陋。唐山大地震時(shí)主要靠徒手刨，用鐵鍬挖；汶川地震時(shí)有了更多的直升飛機(jī)、載重汽車(chē)、裝載機(jī)、斗輪機(jī)等重型裝備。不過(guò)，從另一個(gè)側(cè)面看，在災(zāi)害信息獲取的手段和營(yíng)救裝備方面仍然亟待改善。 最近發(fā)生在日本的9.0級(jí)大地震引發(fā)了大海嘯，福島第一核電站冷卻系統(tǒng)癱瘓，未能及時(shí)給四個(gè)發(fā)電機(jī)組注水，導(dǎo)致其先后發(fā)生爆炸，造成核泄漏的嚴(yán)重后果，并正影響著周?chē)沫h(huán)境與鄰國(guó)。日本采取了措施進(jìn)行補(bǔ)救，不得不派出50名工作人員，進(jìn)入到正在向外輻射的發(fā)電機(jī)組附近進(jìn)行注水作業(yè)。美國(guó)專(zhuān)家分析認(rèn)為，遭受到這么強(qiáng)烈的輻射，這50名勇士的生命不會(huì)超過(guò)兩周。 根據(jù)此類(lèi)情況的發(fā)生，我們的機(jī)器人則可以代替人類(lèi)進(jìn)入到此類(lèi)危險(xiǎn)的環(huán)境之中，比如由機(jī)器人攜帶注水龍頭到達(dá)指定位置，對(duì)其作業(yè)。 美國(guó)有一款“山貓”牌多功能滑移轉(zhuǎn)向裝載機(jī)，它集多種救援裝備于一身，主要特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)在于具有幾十種救援功能可以選擇，每一種功能的轉(zhuǎn)換對(duì)于一個(gè)熟練的操控手只需一分鐘，而且不需要任何輔助裝備。行走采用靜液壓全時(shí)四輪驅(qū)動(dòng)，爬坡能力45度，可涉水70公分。 2010年哈爾濱工業(yè)大學(xué)研制了高壓線除雪機(jī)器人，成功的解決了南方部分地區(qū)因頻繁發(fā)生雨雪冰凍災(zāi)害，導(dǎo)致輸電線表面結(jié)冰，高壓輸電線路大面積受損的問(wèn)題。雖然除冰工作可以由工作人員進(jìn)行，但是這存在一個(gè)工作量大，效率低，并且十分危險(xiǎn)的問(wèn)題。 同樣的道理，如果在日本的地震中，只要機(jī)器人攜有足夠的燃料就可以一直對(duì)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行注水，大大減少了核泄漏帶來(lái)的損失。 在美國(guó)《拆彈部隊(duì)》電影中，我們可以看到，拆彈專(zhuān)家就動(dòng)用了類(lèi)似的機(jī)器人對(duì)未知危險(xiǎn)品進(jìn)行檢查及炸彈引爆。
