基本信息
- 項目名稱：
- 油煙管道清洗機器人的研制
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本設(shè)計為一種油煙管道清洗機器人應(yīng)用于油煙管道的清洗和監(jiān)測。油煙管道清洗機器人可分為機械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩大部分。機械系統(tǒng)主要包括行進機構(gòu)、機械手臂裝置和視頻采集系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)設(shè)計中采用STC89C52單片機來實現(xiàn)對機器人的控制，涉及的關(guān)鍵技術(shù)有上位機和下位機之間串行通信協(xié)議的設(shè)計。上位機控制界面主要用于對下位機各模塊的控制以及采集下位機的狀態(tài)數(shù)據(jù)并進行顯示。
- 詳細介紹：
- 本設(shè)計為一種油煙管道清洗機器人應(yīng)用于油煙管道的清洗和監(jiān)測。油煙管道清洗機器人從結(jié)構(gòu)上可分為機械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩大部分。機械系統(tǒng)主要包括行進機構(gòu)、機械手臂裝置和視頻采集系統(tǒng)。行進機構(gòu)采用了變位履帶式移動機構(gòu)?？刂葡到y(tǒng)設(shè)計中采用STC89C52單片機來實現(xiàn)對機器人的控制，涉及的關(guān)鍵技術(shù)有上位機和下位機之間串行通信協(xié)議的設(shè)計。上位機控制界面主要用于對下位機各模塊的控制以及采集下位機的狀態(tài)數(shù)據(jù)并進行顯示。上下位機模塊之間串行通信協(xié)議的設(shè)計，包含電機驅(qū)動器控制、機械手臂控制和視頻采集三部分間的相互通信。電機驅(qū)動為機器人提供動力，機械手臂控制高壓噴水頭及攝像頭在空間的位置，視頻采集可以監(jiān)測清洗機器人的工作狀態(tài)和工作環(huán)境。因此，本設(shè)計油煙管道清洗機器人可以降低勞動強度，改善工作環(huán)境，消除油煙管道帶來的安全隱患。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)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
- 作品設(shè)計、發(fā)明的目的： 隨著餐飲業(yè)的發(fā)展，油煙管道的數(shù)量越來越多，但由于得不到及時清理，油煙管道卻帶來不可忽視的安全隱患。因此，一種能夠消除安全隱患的油煙管道機器人應(yīng)運而生。本產(chǎn)品能夠清洗油煙管道的污垢，消除安全隱患。 設(shè)計基本思路：本作品結(jié)合機械結(jié)構(gòu)原理、電子信息技術(shù)及計算機通信原理，采用電腦上機位對機器人控制的方式，通過機器人采集的影像數(shù)據(jù)分析所需清洗的位置，由高壓水槍將清洗液噴出，實現(xiàn)清洗油煙管道的目的。 主要創(chuàng)新點：該機器人結(jié)合機械、電子以及計算機技術(shù)，通過靈活的上機位控制，以滿足清洗油煙管道的需要。尤其是充分利用了機械臂結(jié)構(gòu)，加大了機器人能夠清洗的范圍。 技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標： 1、機器人行進機構(gòu)的設(shè)計 2、機械手臂結(jié)構(gòu)設(shè)計 3、機器人控制系統(tǒng)設(shè)計 4、機器人操作界面設(shè)計
科學性、先進性
- 該作品將機械、電子技術(shù)及計算機技術(shù)相結(jié)合，是一種效率較高、操作靈活、價格低廉的油煙管道清洗機器人。機器人的行進機構(gòu)采用變位履帶，能夠適應(yīng)不同的油煙管道。采用機械手臂結(jié)構(gòu)，能夠與行進機構(gòu)相結(jié)合，清洗油煙管道的任何位置。通過機器人自帶的影像數(shù)據(jù)采集機構(gòu)，傳回電腦上機位將影像顯示出來，經(jīng)過分析后，確定所需清洗區(qū)域。 目前國內(nèi)雖有類似的油煙管道清洗機器人，但均未采用能夠適應(yīng)不同管道的變位履帶，更沒有機械臂可言，不僅操作復(fù)雜，清洗效率較低，而且造價較高。 該油煙管道機器人的誕生，將徹底改變油煙管道清洗困難，清洗代價高的問題。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 本作品于2011年5月參加山東建筑大學“挑戰(zhàn)杯”初評比賽
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 提供產(chǎn)品或技術(shù)方案
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品，現(xiàn)場演示，錄像
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 該油煙管道清洗機器人通過電腦上機位進行進行控制，上機位分為影像數(shù)據(jù)及狀態(tài)顯示區(qū)和控制區(qū)兩大部分，通過控制區(qū)對機器人實現(xiàn)實時控制，并在顯示區(qū)顯示機器人所處環(huán)境。選定所需清洗區(qū)域后，由上機位控制高壓水槍將清洗液噴出，以實現(xiàn)清洗油煙管道的目的。 該作品充分結(jié)合機械、電子技術(shù)以及計算機技術(shù)，使該機器人操作簡單，運行靈活，清洗管道的效率較高?？蓮V泛應(yīng)用于大型飯店及學校餐廳。隨著餐飲業(yè)的發(fā)展，油煙管道的數(shù)量越來越多，同時國家消防部門規(guī)定一定期限內(nèi)要對油煙管道及時清洗，因此，該油煙管道機器人能帶來較高的市場經(jīng)濟效益。
同類課題研究水平概述
- 經(jīng)過數(shù)年的發(fā)展，國內(nèi)外管道機器人的研究成果已經(jīng)很多，然而，當前的研究方向主要集中在采用特殊控制和驅(qū)動方式的機器人，以及使用特殊通信方式的管道機器人（如光纜），微型管道機器人（如針對人體腸道和血管的診療等）。鮮有對油煙管道機器人的研究。 韓國成均館大學于2005 年研制成功的MRINSPECT IV 管道機器人，使用了3 組微型驅(qū)動裝置，很好的適應(yīng)了彎道等特殊的管內(nèi)環(huán)境，該機器人的三個驅(qū)動模塊對稱固定在機器人主體上，驅(qū)動模塊由帶編碼器的直流減速電機、齒輪裝置以及保護外套組成。但卻只是對車體的研究，不能直接用于油煙管道的清洗。 新加坡Air-Care 公司研制的多功能履帶機器人，針對通油煙道可完成檢測和清掃任務(wù)，該機器人動力部分采用履帶式驅(qū)動結(jié)構(gòu)，提高了機器人在布滿障礙物的通油煙道中的越障能力。雖然機械結(jié)構(gòu)有所提高，但該機器人缺點是控制方式單一，不能通過PC 機實現(xiàn)智能控制功能。視頻監(jiān)控部分采用模擬設(shè)備，傳輸數(shù)據(jù)量大，保存時間短，不能實現(xiàn)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)控制。， 國外的管道清洗機器人已初具產(chǎn)業(yè)化，如美國、加拿大、英國、日本、韓國等諸多發(fā)達國家均有管道清洗機器人系列產(chǎn)品。而對于油煙管道的清洗目前國內(nèi)外還處于起步階段，雖然已有部分廠家已經(jīng)研制出來部分產(chǎn)品（如亞伯蘭機電設(shè)備有限公司開發(fā)的油煙管道清洗機器人），但產(chǎn)品還都處在推廣試用階段，但是控制較為復(fù)雜，成本較高，更沒有機械手臂起到輔助作用，有很大改進提升空間。 該油煙管道清洗機器人，融合國內(nèi)外管道機器人的優(yōu)點，攻克油煙管道清洗機器人的技術(shù)難題，因此擁有將強的競爭力。
