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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 數(shù)控氣動(dòng)爬梯子消防機(jī)器人
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 數(shù)控氣動(dòng)爬梯子消防機(jī)器人，采用氣動(dòng)作為動(dòng)力，基于單片機(jī)控制，用氣缸帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)，使兩幅鉤子交替有序抬起、伸出、落下，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自動(dòng)沿梯子上下爬動(dòng)的動(dòng)作。應(yīng)用仿生學(xué)原理，用機(jī)械方式模仿人手爬梯子的動(dòng)作而設(shè)計(jì)的，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,動(dòng)作可靠，實(shí)測(cè)表明該控制策略可行、響應(yīng)快速。這種新型機(jī)器人在很多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用潛力。
- 詳細(xì)介紹：
- 引 言： 針對(duì)密集程度大的高層建筑火災(zāi),現(xiàn)有的消防機(jī)器人并不能完全滿足實(shí)際需要，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種能夠應(yīng)用于高層建筑火災(zāi)消防救援的數(shù)控氣動(dòng)爬梯子消防機(jī)器人。這種爬梯子消防機(jī)器人可以攜帶水槍、攝像頭等消防器具沿梯子爬到高空，在高空，濃煙等一系列惡劣的環(huán)境下有效實(shí)現(xiàn)消防工作，這對(duì)減少國家財(cái)產(chǎn)損失將產(chǎn)生重要的作用。 設(shè)計(jì)原理： 數(shù)控氣動(dòng)爬梯消防機(jī)器人是應(yīng)用仿生學(xué)原理來設(shè)計(jì)機(jī)器人爬動(dòng)動(dòng)作。利用空壓機(jī)提供氣源，采用氣動(dòng)作為動(dòng)力，用單片機(jī)控制電磁閥，驅(qū)動(dòng)氣缸帶動(dòng)聯(lián)桿和鉤子有序工作，使兩幅鉤子交替有序抬起、伸出、落下，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自動(dòng)沿梯子上下爬動(dòng)的動(dòng)作。 整個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)由機(jī)器人機(jī)身、梯子、空壓機(jī)組成。機(jī)器人系統(tǒng)最重要的部分就是機(jī)器人機(jī)身，其特征在于：機(jī)身由4個(gè)電磁換向閥、2個(gè)雙活塞氣缸、1個(gè)單活塞氣缸、機(jī)身架、單片機(jī)控制電路以及若干個(gè)高精度進(jìn)口傳感器及其他輔助機(jī)械零件裝配成。 推廣前景： 目前針對(duì)高層建筑火災(zāi)，還沒非常有效的解決方案，數(shù)控氣動(dòng)爬梯子消防機(jī)器人的發(fā)明，恰到好處的解決了這個(gè)問題。應(yīng)用到消防現(xiàn)場(chǎng)，能有效解決高層建筑火災(zāi)的消防救援，市場(chǎng)前景廣闊。此外，還可以應(yīng)用到高層建筑物的清洗。
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)
- 發(fā)明目的：實(shí)現(xiàn)具有爬梯子功能的機(jī)器人以克服以往機(jī)器人無法完成的動(dòng)作和任務(wù)，以機(jī)器人代替人工在高空進(jìn)行作業(yè)，如高層建筑火災(zāi)的消防問題，高層建筑外墻的清理問題等。 創(chuàng)新點(diǎn)： 用仿生學(xué)原理設(shè)計(jì)，用機(jī)械方式模仿人手爬梯子的動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人沿梯子上下爬動(dòng)，所有動(dòng)作由氣缸加連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，使得機(jī)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單。采用單片機(jī)控制，8個(gè)高精度進(jìn)口傳感器確保動(dòng)作精確且迅速，據(jù)檢索目前國內(nèi)外還沒有類似的爬梯子機(jī)器人，具有獨(dú)創(chuàng)性。完全由學(xué)生自主設(shè)計(jì)、加工、裝配而成。 技術(shù)關(guān)鍵：應(yīng)用仿生學(xué)原理設(shè)計(jì)，采用機(jī)械方式模仿人爬梯子時(shí)手的動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人沿梯子上下爬動(dòng)，采用氣動(dòng)技術(shù)，連桿機(jī)構(gòu)，用四個(gè)簡(jiǎn)單動(dòng)作的循環(huán)完成爬梯子的過程，基于單片機(jī)控制系統(tǒng)。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本機(jī)器人可在濃煙，毒氣等惡劣的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)消防作業(yè)，用攝像頭近距離勘察火場(chǎng)情況更清晰準(zhǔn)確，在高空用水槍給高層建筑滅火比地面滅火更有效，解決了高層建筑火災(zāi)的消防救援問題，彌補(bǔ)了以往消防機(jī)器人的不足。 用仿生學(xué)原理設(shè)計(jì)，所有動(dòng)作由氣缸加連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，使得機(jī)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單，易于安裝維護(hù)，使用安全。采用單片機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自動(dòng)化，機(jī)身上裝有8個(gè)高精度進(jìn)口傳感器，準(zhǔn)確地檢測(cè)機(jī)器人的動(dòng)作和狀態(tài)，使得動(dòng)作精確穩(wěn)定且迅速，據(jù)檢索目前國內(nèi)外還沒有類似的爬梯子的機(jī)器人。（文后有視頻資料）
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 在學(xué)校參加過評(píng)審，成績(jī)優(yōu)異。并在第七屆大連市創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目展覽會(huì)中展出（大連星海會(huì)展中心），大連市前市委書記張成寅、前市長(zhǎng)夏德仁觀看了數(shù)控氣動(dòng)爬梯子消防機(jī)器人的演示，給予了高度評(píng)價(jià)和極大的鼓勵(lì)；展出過程中，很多企業(yè)和消防部門對(duì)我們的機(jī)器人很感興趣，有幾家投資商正在意向當(dāng)中。
作品所處階段
- 目前處于實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 技術(shù)合作、聯(lián)合開發(fā)、專利轉(zhuǎn)讓均可
作品可展示的形式
- 可以實(shí)物、產(chǎn)品演示； 可以現(xiàn)場(chǎng)演示、像演示、 圖片展示；
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 優(yōu)勢(shì)：能夠?qū)Ω邔咏ㄖM(jìn)行的消防作業(yè)，比目前的地面作業(yè)消防機(jī)器人更有效. 適應(yīng)范圍：適用于消防隊(duì)，也適合于有消防需求的組織和個(gè)人. 推廣前景：機(jī)器人參與滅火確實(shí)幫助人們解決了很多困難，同時(shí)降低了相關(guān)人員風(fēng)險(xiǎn)。在“以人為本”“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”的今天，消防裝備必然優(yōu)先考慮既能保護(hù)消防員，而且技術(shù)先進(jìn)的新型設(shè)備，來實(shí)現(xiàn)無人化滅火，該機(jī)器人應(yīng)用到消防現(xiàn)場(chǎng)，能有效解決高層建筑火災(zāi)的消防救援問題，市場(chǎng)前景廣闊。批量生產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)效益可觀。
同類課題研究水平概述
- 1機(jī)器人的研發(fā)： 目前國內(nèi)外已經(jīng)研發(fā)出爬墻，爬竿，爬繩等機(jī)器人，但能夠爬梯子的機(jī)器人據(jù)我們檢索還沒有。 2機(jī)器人應(yīng)用到消防： 目前我國機(jī)器人用于消防還剛剛起步，但也有了一定的進(jìn)展，如沈陽無人駕駛消防車的問世填補(bǔ)了我國消防車輛的空白。上海強(qiáng)師消防裝備有限公司生產(chǎn)的消防滅火機(jī)器人，在全國得到了廣泛應(yīng)用，但是我國的技術(shù)裝備還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，試想，如果擁有一個(gè)能夠針對(duì)高層建筑進(jìn)行消防作業(yè)的機(jī)器人，必將大大降低消防人員在火災(zāi)救助中的傷亡人數(shù)，挽回火災(zāi)帶來的損失。我國消防機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展對(duì)我國機(jī)器人技術(shù)、控制技術(shù)、通信控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等多學(xué)科領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展起到積極的作用和深遠(yuǎn)的影響。 世界最新消防機(jī)器人介紹：日本東京消防廳研制的用于掌握火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)情況的偵察機(jī)器人具有爬樓梯和打開房門等功能，機(jī)器人能夠上下樓梯，在樓梯臺(tái)階上能自由轉(zhuǎn)向；具體偵察內(nèi)容包括火災(zāi)內(nèi)部情況、是否有人、著火點(diǎn)位置、周圍溫度、煙氣濃度和發(fā)出的各種聲響等。美國研制的偵察機(jī)器人Pandora是根據(jù)城市地形所設(shè)計(jì)的偵察機(jī)器人，該機(jī)器人采用履帶車輪驅(qū)動(dòng)平臺(tái)，可以越過大的障礙物、溝、臺(tái)階和路階等；其通訊方式為無線通訊，通過射頻傳遞視頻和音頻信號(hào)的反饋。意大利推出了一種新型“消防機(jī)器人”，這種機(jī)器人能鉆進(jìn)隧道里，代替消防員撲滅大火。
