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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 新型自動(dòng)換燈器
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 目前，人們更換較高位置的燈泡，一般都需要借助梯子或是凳子，爬到高處，手工更換燈具，費(fèi)事又危險(xiǎn)。 本自動(dòng)換燈器是一種利用自動(dòng)化原理實(shí)現(xiàn)燈泡更換的裝置。它由動(dòng)力模塊，燈泡夾持模塊，燈泡拆裝模塊，視頻監(jiān)控模塊，電子控制模塊以及支架支座等部分組成。能夠在電子系統(tǒng)的控制下，自如地夾持住燈泡并把燈泡旋進(jìn)或旋出燈泡座，從而完成燈泡的安裝和拆卸。同時(shí)，整套裝置在視頻監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控下以確保操作的準(zhǔn)確性。
- 詳細(xì)介紹：
- 目前，人們更換較高位置的燈泡，一般都需要借助梯子或是凳子，爬到高處，手工更換這些燈具，費(fèi)事又危險(xiǎn)。對(duì)于年老體弱或是生活不便的人來(lái)說(shuō)，更換燈泡無(wú)疑是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，而對(duì)于物業(yè)公司、市政部門等需要頻繁且大量進(jìn)行燈泡更換的有關(guān)單位來(lái)說(shuō)，手工更換更是個(gè)浪費(fèi)人力浪費(fèi)時(shí)間的舉動(dòng)。 隨著社會(huì)進(jìn)程的推進(jìn)，機(jī)械化在生產(chǎn)生活中得到相當(dāng)大的應(yīng)用，利用自動(dòng)化機(jī)械代替人工解決問(wèn)題成了社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)。 當(dāng)前，為了解決更換燈泡的問(wèn)題，不少發(fā)明愛(ài)好者和專業(yè)的研究機(jī)構(gòu)嘗試過(guò)采用機(jī)器來(lái)代替人工進(jìn)行燈泡的更換。 本自動(dòng)換燈器是一種利用自動(dòng)化原理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)更換燈泡的裝置。它由動(dòng)力模塊，夾持模塊，拆裝模塊，監(jiān)控模塊，電子控制模塊以及支架支座等部分組成，能夠自如地夾持住燈泡并把燈泡旋進(jìn)或旋出燈泡座，從而完成燈泡的安裝和拆卸。 在工作時(shí)，工作人員在地面操作臺(tái)上啟動(dòng)裝置，換燈器支架在電子升降裝置的作用下完成伸長(zhǎng)、縮短等一系列動(dòng)作，從而帶動(dòng)機(jī)械手的移動(dòng)。同時(shí)，安裝在機(jī)械手上的攝像頭將燈泡和機(jī)械手位置的圖像傳送至地面操縱臺(tái)的顯示屏上，方便工作人員進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整。當(dāng)機(jī)械手調(diào)整至合適位置時(shí)，電子控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)舵機(jī)擺動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)機(jī)械臂夾緊燈泡，使得安裝在機(jī)械臂上的電機(jī)與燈泡密切接觸。此時(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，將帶動(dòng)燈泡旋轉(zhuǎn)完成燈泡的安裝和拆卸。整套裝置在視頻監(jiān)控系統(tǒng)的全程監(jiān)控下以確保操作的準(zhǔn)確性。 自動(dòng)換燈器集自動(dòng)控制、體系結(jié)構(gòu)、動(dòng)力輸出、實(shí)時(shí)檢測(cè)等眾多技術(shù)與一體，是自動(dòng)化、智能化技術(shù)高度發(fā)展的產(chǎn)物，也是一個(gè)國(guó)家自動(dòng)化水平的有力體現(xiàn)，在日常生活中具有很大的應(yīng)用前景。
作品圖片
作品專業(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)
- 本新型自動(dòng)換燈器由換燈器座、支架、液壓升降裝置、機(jī)械手、視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成。換燈器支架在液壓升降裝置的作用下完成伸長(zhǎng)、縮短等一系列動(dòng)作，從而帶動(dòng)機(jī)械手的移動(dòng)。機(jī)械手在舵機(jī)的帶動(dòng)下夾緊燈泡，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)燈泡旋轉(zhuǎn)完成安裝和拆卸。整套裝置在視頻監(jiān)控下以確保操作的準(zhǔn)確性。 本作品的創(chuàng)新之處在于：1、使用電機(jī)驅(qū)動(dòng)支架的升降2、電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手完成自動(dòng)操作3、視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本新型自動(dòng)換燈器通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)機(jī)架的升降，并通過(guò)單片機(jī)編程控制舵機(jī)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂完成燈泡的安裝和拆卸。整個(gè)裝置由視頻實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控，確保操作的準(zhǔn)確性。該設(shè)計(jì)集通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)升降適應(yīng)不同高度燈泡、電機(jī)驅(qū)動(dòng)自動(dòng)完成換燈操作、視頻遠(yuǎn)端控制與一體，是革命性的技術(shù)創(chuàng)新。 1、最高有效高度大于6米，滿足特殊高度燈泡更換。 2、8051單片機(jī)控制舵機(jī)和電機(jī)動(dòng)作。 3、搖桿控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)完成機(jī)架的升降。 4、攝像頭拍攝換燈細(xì)節(jié)傳至地面提供適時(shí)視頻監(jiān)控。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 中北大學(xué)2011年“劉鼎杯”課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽中榮獲一等獎(jiǎng)
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 未轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 圖片、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)
- 在更換燈泡時(shí)，首先通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)升降裝置將機(jī)械手送至合適高度，根據(jù)視頻監(jiān)控裝置呈現(xiàn)的影像調(diào)整機(jī)械手。然后，啟動(dòng)舵機(jī)驅(qū)使機(jī)械手抓緊燈泡，同時(shí)啟動(dòng)減速電機(jī)旋松燈泡，并完成安裝機(jī)械手和拆卸機(jī)械手的切換。最后安裝機(jī)械手在相同原理的作用下完成新燈泡的安裝。本裝置有以下特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)： 1.便捷：電機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的升降，電機(jī)驅(qū)動(dòng)完成燈泡的自動(dòng)更換。 2.安全：無(wú)需工作人員高空作業(yè)。 3.準(zhǔn)確：由視頻監(jiān)控裝置遠(yuǎn)端監(jiān)控。 目前，市場(chǎng)上沒(méi)有自動(dòng)換燈的機(jī)器，本裝置革命性的創(chuàng)新將具有很大的沖擊力。同時(shí)本裝置操作方便快捷，能大大提高工作效率。對(duì)于物業(yè)公司、市政部門具有很大的吸引力。
同類課題研究水平概述
- 當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外常用于更換燈泡的器具大致如下： 1.涉及一種高處燈泡更換器，包括活動(dòng)管和管狀支架，在活動(dòng)管的頂端安裝燈帽，活動(dòng)管內(nèi)部設(shè)有連接桿，在管狀支架內(nèi)安裝連接桿、旋轉(zhuǎn)手柄和固定架。當(dāng)人們想更換燈泡時(shí)，可以把活動(dòng)管和管狀支架連接在一起，然后轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)手柄即可旋轉(zhuǎn)燈帽，最終達(dá)到轉(zhuǎn)動(dòng)燈泡的目的。 2.一種安裝和拆卸燈的換燈器，由燈卡頭、空心桿、夾桿套、控制繩等組成，這種換燈器可以根據(jù)所需安裝或拆卸的燈的高度，可任意調(diào)節(jié)換燈器的長(zhǎng)度，操作者在地面旋轉(zhuǎn)換燈器即可裝燈安裝上或拆卸下來(lái)。 3. 一種換燈泡工具，由手柄、伸縮桿、叉桿、網(wǎng)袋及調(diào)節(jié)螺桿等組成，該工具可對(duì)天花板上或高處的燈泡進(jìn)行更換工作。使用時(shí)只要伸長(zhǎng)伸縮桿，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺桿的手柄，可調(diào)節(jié)叉桿口的張合，以適合燈泡的大小。將燈泡套入網(wǎng)袋，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)桿身，由于網(wǎng)袋是膠類線編成，旋轉(zhuǎn)時(shí)具有收緊力，利用網(wǎng)袋裹住燈泡將燈泡旋下。 以上換燈器多采用純機(jī)械的手動(dòng)操作，工作人員在更換燈泡時(shí)，利用長(zhǎng)桿一端的卡頭固定燈泡，操作者在地面旋轉(zhuǎn)換燈器完成更換燈泡。然而，由于距離較遠(yuǎn)，操作者無(wú)法準(zhǔn)確看清安裝的接觸點(diǎn)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)正，給操作帶來(lái)很多麻煩。然而，本新型自動(dòng)換燈器利用攝像頭、視頻系統(tǒng)可以在地面實(shí)現(xiàn)對(duì)安裝操作的精確控制，同時(shí)大大提高工作效率，降低危險(xiǎn)。
