基本信息
- 項目名稱：
- 新型自動換燈器
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 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，費事又危險。 本自動換燈器是一種利用自動化原理實現(xiàn)燈泡更換的裝置。它由動力模塊，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或旋出燈泡座，從而完成燈泡的安裝和拆卸。同時，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確性。
- 詳細介紹：
- 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，費事又危險。對于年老體弱或是生活不便的人來說，更換燈泡無疑是一個巨大的挑戰(zhàn)，而對于物業(yè)公司、市政部門等需要頻繁且大量進行燈泡更換的有關(guān)單位來說，手工更換更是個浪費人力浪費時間的舉動。 隨著社會進程的推進，機械化在生產(chǎn)生活中得到相當大的應(yīng)用，利用自動化機械代替人工解決問題成了社會發(fā)展的趨勢。 當前，為了解決更換燈泡的問題，不少發(fā)明愛好者和專業(yè)的研究機構(gòu)嘗試過采用機器來代替人工進行燈泡的更換。 本自動換燈器是一種利用自動化原理實現(xiàn)自動更換燈泡的裝置。它由動力模塊，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或旋出燈泡座，從而完成燈泡的安裝和拆卸。 在工作時，工作人員在地面操作臺上啟動裝置，換燈器支架在電子升降裝置的作用下完成伸長、縮短等一系列動作，從而帶動機械手的移動。同時，安裝在機械手上的攝像頭將燈泡和機械手位置的圖像傳送至地面操縱臺的顯示屏上，方便工作人員進行及時的調(diào)整。當機械手調(diào)整至合適位置時，電子控制系統(tǒng)驅(qū)動舵機擺動，進而帶動機械臂夾緊燈泡，使得安裝在機械臂上的電機與燈泡密切接觸。此時驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動，將帶動燈泡旋轉(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確性。 自動換燈器集自動控制、體系結(jié)構(gòu)、動力輸出、實時檢測等眾多技術(shù)與一體，是自動化、智能化技術(shù)高度發(fā)展的產(chǎn)物，也是一個國家自動化水平的有力體現(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、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
- 本新型自動換燈器由換燈器座、支架、液壓升降裝置、機械手、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、縮短等一系列動作，從而帶動機械手的移動。機械手在舵機的帶動下夾緊燈泡，步進電機驅(qū)動燈泡旋轉(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確性。 本作品的創(chuàng)新之處在于：1、使用電機驅(qū)動支架的升降2、電機驅(qū)動機械手完成自動操作3、視頻遠程監(jiān)控。
科學(xué)性、先進性
- 本新型自動換燈器通過電機驅(qū)動實現(xiàn)機架的升降，并通過單片機編程控制舵機和電機驅(qū)動機械臂完成燈泡的安裝和拆卸。整個裝置由視頻實施遠程監(jiān)控，確保操作的準確性。該設(shè)計集通過電機驅(qū)動升降適應(yīng)不同高度燈泡、電機驅(qū)動自動完成換燈操作、視頻遠端控制與一體，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單片機控制舵機和電機動作。 3、搖桿控制驅(qū)動電機完成機架的升降。 4、攝像頭拍攝換燈細節(jié)傳至地面提供適時視頻監(jiān)控。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 中北大學(xué)2011年“劉鼎杯”課外學(xué)術(shù)科技作品競賽中榮獲一等獎
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)場演示、實物
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
- 在更換燈泡時，首先通過電機驅(qū)動升降裝置將機械手送至合適高度，根據(jù)視頻監(jiān)控裝置呈現(xiàn)的影像調(diào)整機械手。然后，啟動舵機驅(qū)使機械手抓緊燈泡，同時啟動減速電機旋松燈泡，并完成安裝機械手和拆卸機械手的切換。最后安裝機械手在相同原理的作用下完成新燈泡的安裝。本裝置有以下特點和優(yōu)勢： 1.便捷：電機驅(qū)動實現(xiàn)機械手的升降，電機驅(qū)動完成燈泡的自動更換。 2.安全：無需工作人員高空作業(yè)。 3.準確：由視頻監(jiān)控裝置遠端監(jiān)控。 目前，市場上沒有自動換燈的機器，本裝置革命性的創(chuàng)新將具有很大的沖擊力。同時本裝置操作方便快捷，能大大提高工作效率。對于物業(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
- 當前，國內(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，包括活動管和管狀支架，在活動管的頂端安裝燈帽，活動管內(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。當人們想更換燈泡時，可以把活動管和管狀支架連接在一起，然后轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)手柄即可旋轉(zhuǎn)燈帽，最終達到轉(zhuǎn)動燈泡的目的。 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。 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，該工具可對天花板上或高處的燈泡進行更換工作。使用時只要伸長伸縮桿，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，逆時針旋轉(zhuǎn)桿身，由于網(wǎng)袋是膠類線編成，旋轉(zhuǎn)時具有收緊力，利用網(wǎng)袋裹住燈泡將燈泡旋下。 以上換燈器多采用純機械的手動操作，工作人員在更換燈泡時，利用長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，操作者無法準確看清安裝的接觸點，無法實現(xiàn)對正，給操作帶來很多麻煩。然而，本新型自動換燈器利用攝像頭、視頻系統(tǒng)可以在地面實現(xiàn)對安裝操作的精確控制，同時大大提高工作效率，降低危險。
