基本信息
- 項目名稱：
- 基于嵌入式技術(shù)的深井打撈機
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 為了實現(xiàn)對被打撈對象迅速打撈救援，同時還要保證被打撈對象和救援人員的生命安全的問題，為此設計了“基于嵌入式控制技術(shù)的深井打撈機”，通過它來解決井下作業(yè)困難的問題。本機結(jié)構(gòu)合理，能方便準確地對物體進行抓取打撈救援，同時配有單片機和氣缸等控制系統(tǒng)，操作更加便捷，準確。本機可調(diào)大小，適用于不同大小井口的打撈。結(jié)構(gòu)小巧，可拆卸式結(jié)構(gòu)方便攜帶，性價比合理，適合廣泛推廣應用。
- 詳細介紹：
- “基于嵌入式控制技術(shù)的深井打撈機”該作品的設計是機械結(jié)構(gòu)上采用可調(diào)式的六角架及其U型滑道和放大裝置及機械手等結(jié)構(gòu)?？刂粕喜捎肁RM平臺操作，利用可視化的界面完成更加準確的操作。 同時打撈機上可配有攝像頭、對講機等，可以觀察到井底被救人或物品所處的狀況，便于制定出更好的營救方案。 本打撈機的手臂與手臂的相對位置可以調(diào)節(jié)，以適合救援時被救人或打撈的物品不同體位導致的復雜情況，同時每個手臂可以單獨控制。 亮點是：放大裝置是通過連桿機構(gòu)組成的放大裝置，由軸承連接而成，可以靈活的放大三倍的長度距離，收縮后又不占多余的空間。彌補現(xiàn)有裝置的長度不足問題。機械手的設計：利用簡單的小塊組合，實現(xiàn)了手的收縮和伸開動作。在機械手的連接處引用關(guān)節(jié)軸承可以進行改進處理，更加接近真的仿真手。 大致的工作原理：將機器用鋼絲繩吊掛在將要打撈的深井里，通過ARM平臺的可視化窗口，在機器上安裝的攝像頭可以采集井下的工作環(huán)境，確定好位置后，操作相應的按鈕，發(fā)出信號給單片機，單片機按照預先編好的程序給電磁閥發(fā)出指令，控制氣缸的充氣，同時氣缸伸縮，帶動放大裝置伸開，聯(lián)動滑道下滑和里面的機械手彎曲并有鋼絲繩拉緊和卡緊裝置進行自鎖。手臂的下滑有反饋裝置進行反饋信號。同時也配有溫濕度傳感器同步實時監(jiān)測井下的情況。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、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
- 我國是世界上開發(fā)利用地下水最早的國家之一，同時，我國也擁有大量水井及類似的深井，但經(jīng)常有因管理不善而造成人員（特別是老人和兒童）或物品墜井的事故。目前，打撈工具幾乎空白，只能用傳統(tǒng)的方式救援，如從側(cè)壁挖開或?qū)⒕仍藛T直接送到井下去施救，這不僅威脅救援人員的生命安全，更耽誤了寶貴的救援時間。為了實現(xiàn)對墜井被救對象迅速救援同時還要保證被救對象和救援人員的生命安全的問題，我們設計了基于嵌入式技術(shù)的深井打撈機，通過它來解決井下救援困難的問題。本機結(jié)構(gòu)合理，能方便準確地對人體進行抓取救援，同時配有ARM平臺及單片機和氣缸等控制系統(tǒng)，操作更加便捷，準確，操作更加自動化。本機不僅可以井下打撈救援，還可以打撈墜落在深井的物品。本機可調(diào)大小，適用于不同大小井口的救援。結(jié)構(gòu)小巧，可拆卸式結(jié)構(gòu)方便攜帶，性價比合理，適合廣泛推廣應用。同時也為我國井下救援工作提供了新的救援器械。
科學性、先進性
- 機械手的設計：利用簡單的小塊組合，實現(xiàn)了手的收縮和伸開動作。在機械手的連接處引用關(guān)節(jié)軸承可以進行改進處理，更加接近真的仿真手。 放大裝置：通過連桿機構(gòu)組成的放大裝置，由軸承連接而成，可以靈活的放大三倍的長度距離，收縮后又不占多余的空間。彌補現(xiàn)有裝置的長度不足問題。 滑道：U型滑道正反安裝，節(jié)省了空間，增加了導程。 六角架：可伸縮式安裝方便，適應范圍更廣。 本打撈機的手臂與手臂的相對位置可以調(diào)節(jié)，以適合救援時被救人或打撈的物品不同體位導致的復雜情況，同時每個手臂可以單獨控制。 打撈機上可配有攝像頭、對講機等，可以觀察到井底被救人或物品所處的狀況，便于制定出更好的營救方案。 采用ARM平臺操作，利用可視化的界面完成更加準確的操作。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品和現(xiàn)場演示
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 我國是農(nóng)業(yè)大國，隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展，田地灌溉也成為必不可少的工作，所以田間廣泛分布著各式各樣的水井。人員（特別是老人和兒童）或物品墜井事件婁見不鮮，而救援工具幾乎空白。目前只能用傳統(tǒng)的方式救援，如從側(cè)壁挖開或?qū)⑾绬T直接送到井下去施救，這不僅威脅消防員的生命，更耽誤了寶貴的救援時間。本機以小巧方便，適應范圍廣而專長，填補了這方面的空白，另外本機也能用于城市排水井和立式礦井的救援工作。故使用范圍更廣，推廣價值更強。同時利用ARM嵌入式操作，使控制系統(tǒng)更加自動化，同時達到機電結(jié)合的目的，為更加迅速救援提供了更加有效的輔助保障。
同類課題研究水平概述
- 深井打撈機目前在國內(nèi)外主要是打撈設備的發(fā)展熱門，但是對于基于嵌入式技術(shù)控制的打撈機還未曾有過。 目前，通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)國內(nèi)外的研究如下：“井下探險救援機器人語音通信系統(tǒng)實現(xiàn)”，該課題介紹了一種基于vc++開發(fā)的井下探險救援機器人語音通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用模塊化設計，能夠?qū)崿F(xiàn)上位監(jiān)控機和井下機器人控制機之間的語音通信。實踐證明，該語音通信系統(tǒng)提高了井下探險救援機器人的智能性、可靠性、安全性和適應能力，擴大了井下機器人的應用范圍。 “災難救援機器人研究現(xiàn)狀、關(guān)鍵性能及展望”該論文對日本、美國和中國等國家災難救援機器人的研究現(xiàn)狀和研究計劃進行綜述。根據(jù)世界各國救援機器人技術(shù)的研究現(xiàn)狀，結(jié)合救援機器人在實際應用中取得的經(jīng)驗和教訓，歸納和總結(jié)出救援機器人的關(guān)鍵性能為：存活能力、運動能力、感知能力、通信能力和作業(yè)能力。研究結(jié)果表明，災難救援機器人研究逐步從試驗研究轉(zhuǎn)入到實際應用，多種技術(shù)融合化、多智能體網(wǎng)絡化是今后災難救援機器人研究的發(fā)展方向。防災、減災和救災事關(guān)人民生命和財產(chǎn)安全，是國家公共安全的重要組成部分。救援機器人技術(shù)是國家發(fā)展迫切需要的戰(zhàn)略必爭的核心技術(shù)之一，將在國民經(jīng)濟和安全中起著重要作用并具有重大的戰(zhàn)略意義。 因此，目前這種深井打撈救援設備對救援工具來說是很熱門的課題。大部分是采用機械式的救援方式，但是對于利用嵌入式技術(shù)控制的救援設備還未曾出現(xiàn)過。這對深井救援工具的發(fā)展是很好的推動作用。
