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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于嵌入式技術(shù)的深井打撈機(jī)
- 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：
- 為了實(shí)現(xiàn)對(duì)被打撈對(duì)象迅速打撈救援，同時(shí)還要保證被打撈對(duì)象和救援人員的生命安全的問(wèn)題，為此設(shè)計(jì)了“基于嵌入式控制技術(shù)的深井打撈機(jī)”，通過(guò)它來(lái)解決井下作業(yè)困難的問(wèn)題。本機(jī)結(jié)構(gòu)合理，能方便準(zhǔn)確地對(duì)物體進(jìn)行抓取打撈救援，同時(shí)配有單片機(jī)和氣缸等控制系統(tǒng)，操作更加便捷，準(zhǔn)確。本機(jī)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(jià)比合理，適合廣泛推廣應(yīng)用。
- 詳細(xì)介紹：
- “基于嵌入式控制技術(shù)的深井打撈機(jī)”該作品的設(shè)計(jì)是機(jī)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(jī)械手等結(jié)構(gòu)?？刂粕喜捎肁RM平臺(tái)操作，利用可視化的界面完成更加準(zhǔn)確的操作。 同時(shí)打撈機(jī)上可配有攝像頭、對(duì)講機(jī)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(yíng)救方案。 本打撈機(jī)的手臂與手臂的相對(duì)位置可以調(diào)節(jié)，以適合救援時(shí)被救人或打撈的物品不同體位導(dǎo)致的復(fù)雜情況，同時(shí)每個(gè)手臂可以單獨(dú)控制。 亮點(diǎn)是：放大裝置是通過(guò)連桿機(jī)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(zhǎng)度距離，收縮后又不占多余的空間。彌補(bǔ)現(xiàn)有裝置的長(zhǎng)度不足問(wèn)題。機(jī)械手的設(shè)計(jì)：利用簡(jiǎn)單的小塊組合，實(shí)現(xiàn)了手的收縮和伸開(kāi)動(dòng)作。在機(jī)械手的連接處引用關(guān)節(jié)軸承可以進(jìn)行改進(jìn)處理，更加接近真的仿真手。 大致的工作原理：將機(jī)器用鋼絲繩吊掛在將要打撈的深井里，通過(guò)ARM平臺(tái)的可視化窗口，在機(jī)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(yīng)的按鈕，發(fā)出信號(hào)給單片機(jī)，單片機(jī)按照預(yù)先編好的程序給電磁閥發(fā)出指令，控制氣缸的充氣，同時(shí)氣缸伸縮，帶動(dòng)放大裝置伸開(kāi)，聯(lián)動(dòng)滑道下滑和里面的機(jī)械手彎曲并有鋼絲繩拉緊和卡緊裝置進(jìn)行自鎖。手臂的下滑有反饋裝置進(jìn)行反饋信號(hào)。同時(shí)也配有溫濕度傳感器同步實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井下的情況。
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)
- 我國(guó)是世界上開(kāi)發(fā)利用地下水最早的國(guó)家之一，同時(shí)，我國(guó)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(kāi)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(shí)間。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)墜井被救對(duì)象迅速救援同時(shí)還要保證被救對(duì)象和救援人員的生命安全的問(wèn)題，我們?cè)O(shè)計(jì)了基于嵌入式技術(shù)的深井打撈機(jī)，通過(guò)它來(lái)解決井下救援困難的問(wèn)題。本機(jī)結(jié)構(gòu)合理，能方便準(zhǔn)確地對(duì)人體進(jìn)行抓取救援，同時(shí)配有ARM平臺(tái)及單片機(jī)和氣缸等控制系統(tǒng)，操作更加便捷，準(zhǔn)確，操作更加自動(dòng)化。本機(jī)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(jī)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(jià)比合理，適合廣泛推廣應(yīng)用。同時(shí)也為我國(guó)井下救援工作提供了新的救援器械。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 機(jī)械手的設(shè)計(jì)：利用簡(jiǎn)單的小塊組合，實(shí)現(xiàn)了手的收縮和伸開(kāi)動(dòng)作。在機(jī)械手的連接處引用關(guān)節(jié)軸承可以進(jìn)行改進(jìn)處理，更加接近真的仿真手。 放大裝置：通過(guò)連桿機(jī)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(zhǎng)度距離，收縮后又不占多余的空間。彌補(bǔ)現(xiàn)有裝置的長(zhǎng)度不足問(wèn)題。 滑道：U型滑道正反安裝，節(jié)省了空間，增加了導(dǎo)程。 六角架：可伸縮式安裝方便，適應(yīng)范圍更廣。 本打撈機(jī)的手臂與手臂的相對(duì)位置可以調(diào)節(jié)，以適合救援時(shí)被救人或打撈的物品不同體位導(dǎo)致的復(fù)雜情況，同時(shí)每個(gè)手臂可以單獨(dú)控制。 打撈機(jī)上可配有攝像頭、對(duì)講機(jī)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(yíng)救方案。 采用ARM平臺(tái)操作，利用可視化的界面完成更加準(zhǔn)確的操作。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無(wú)
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品和現(xiàn)場(chǎng)演示
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)
- 我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，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(jiàn)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(kāi)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(shí)間。本機(jī)以小巧方便，適應(yīng)范圍廣而專長(zhǎng)，填補(bǔ)了這方面的空白，另外本機(jī)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(jià)值更強(qiáng)。同時(shí)利用ARM嵌入式操作，使控制系統(tǒng)更加自動(dòng)化，同時(shí)達(dá)到機(jī)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(jī)目前在國(guó)內(nèi)外主要是打撈設(shè)備的發(fā)展熱門，但是對(duì)于基于嵌入式技術(shù)控制的打撈機(jī)還未曾有過(guò)。 目前，通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)外的研究如下：“井下探險(xiǎn)救援機(jī)器人語(yǔ)音通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)”，該課題介紹了一種基于vc++開(kāi)發(fā)的井下探險(xiǎn)救援機(jī)器人語(yǔ)音通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)上位監(jiān)控機(jī)和井下機(jī)器人控制機(jī)之間的語(yǔ)音通信。實(shí)踐證明，該語(yǔ)音通信系統(tǒng)提高了井下探險(xiǎn)救援機(jī)器人的智能性、可靠性、安全性和適應(yīng)能力，擴(kuò)大了井下機(jī)器人的應(yīng)用范圍。 “災(zāi)難救援機(jī)器人研究現(xiàn)狀、關(guān)鍵性能及展望”該論文對(duì)日本、美國(guó)和中國(guó)等國(guó)家災(zāi)難救援機(jī)器人的研究現(xiàn)狀和研究計(jì)劃進(jìn)行綜述。根據(jù)世界各國(guó)救援機(jī)器人技術(shù)的研究現(xiàn)狀，結(jié)合救援機(jī)器人在實(shí)際應(yīng)用中取得的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，歸納和總結(jié)出救援機(jī)器人的關(guān)鍵性能為：存活能力、運(yùn)動(dòng)能力、感知能力、通信能力和作業(yè)能力。研究結(jié)果表明，災(zāi)難救援機(jī)器人研究逐步從試驗(yàn)研究轉(zhuǎn)入到實(shí)際應(yīng)用，多種技術(shù)融合化、多智能體網(wǎng)絡(luò)化是今后災(zāi)難救援機(jī)器人研究的發(fā)展方向。防災(zāi)、減災(zāi)和救災(zāi)事關(guān)人民生命和財(cái)產(chǎn)安全，是國(guó)家公共安全的重要組成部分。救援機(jī)器人技術(shù)是國(guó)家發(fā)展迫切需要的戰(zhàn)略必爭(zhēng)的核心技術(shù)之一，將在國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(shè)備對(duì)救援工具來(lái)說(shuō)是很熱門的課題。大部分是采用機(jī)械式的救援方式，但是對(duì)于利用嵌入式技術(shù)控制的救援設(shè)備還未曾出現(xiàn)過(guò)。這對(duì)深井救援工具的發(fā)展是很好的推動(dòng)作用。
