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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 飛機(jī)油箱檢測(cè)機(jī)器人制作
- 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：
- 飛機(jī)油箱維修特點(diǎn)是維修時(shí)間長(zhǎng)；空間狹小，維修難度大；環(huán)境惡劣，影響機(jī)務(wù)人員身體健康。因此，針對(duì)飛機(jī)油箱中的特殊環(huán)境，設(shè)計(jì)一種機(jī)器人，其本體結(jié)構(gòu)能適應(yīng)飛機(jī)油箱中的結(jié)構(gòu)環(huán)境，能夠在監(jiān)控站進(jìn)行無(wú)線遙控，并可將油箱中的圖像信息無(wú)線實(shí)時(shí)傳輸。 本作品重點(diǎn)解決了機(jī)器人的結(jié)構(gòu)、無(wú)線控制和圖像采集等問(wèn)題。
- 詳細(xì)介紹：
- 飛機(jī)油箱檢測(cè)機(jī)器人詳細(xì)介紹 一、飛機(jī)油箱維修現(xiàn)狀 飛機(jī)油箱滲漏維修在民航機(jī)務(wù)維修中一直是一個(gè)相當(dāng)棘手的問(wèn)題。飛機(jī)油箱維修過(guò)程：查外漏點(diǎn)、抽油、接近、通風(fēng)、找漏源、補(bǔ)漏、干燥、關(guān)閉、加油、再次檢查。由于工作環(huán)境惡劣，油箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作空間小，燃油滲漏路徑難以分析，內(nèi)漏點(diǎn)很難確定，所以修補(bǔ)油箱工作往往需要很長(zhǎng)的停場(chǎng)時(shí)間， 一般至少40個(gè)小時(shí)，如果漏油的位置找不準(zhǔn),則可能需要停場(chǎng)一周甚至半個(gè)月。 由于飛機(jī)油箱內(nèi)空間狹窄，機(jī)務(wù)人員在里面工作異常艱難：身子不能伸直，也無(wú)法轉(zhuǎn)身。此外，油箱中揮發(fā)的油氣腐蝕性很強(qiáng)，除了對(duì)皮膚會(huì)造成灼傷外，還有中毒風(fēng)險(xiǎn)。在油箱里工作的員工，大多會(huì)出現(xiàn)不同程度的惡心、興奮、疲勞、脫發(fā)等癥狀。 綜上所述，飛機(jī)油箱維修特點(diǎn)是維修時(shí)間長(zhǎng)；空間狹小，維修難度大；環(huán)境惡劣，影響機(jī)務(wù)人員身體健康。 二、飛機(jī)油箱結(jié)構(gòu)特征 鑒于波音737飛機(jī)是中國(guó)航空公司的主力機(jī)型（截至2010年2月，數(shù)量603架），項(xiàng)目組主要考察了波音737系列的飛機(jī)油箱。 B-737系列飛機(jī)油箱由機(jī)身中央油箱、大翼兩個(gè)主油箱和翼梢通氣油箱組成（通氣油箱目的是集中與機(jī)外通氣，不裝燃油），如圖3(a)所示。這些油箱均是整體油箱，其中有組成油箱結(jié)構(gòu)的桁條，是機(jī)器人在油箱中爬行的主要障礙。實(shí)際測(cè)量大翼油箱桁條高度45mm、寬度30mm、間距160mm，并且相互平行。大翼油箱由很多翼肋隔開，兩翼肋間距離狹小，中間有油箱檢查板，入口近似為橢圓形，長(zhǎng)軸長(zhǎng)45cm，短軸長(zhǎng)25cm，是機(jī)務(wù)人員進(jìn)入的通道（如圖3(b)所示，虛線為翼肋，橢圓孔為入口）。圖3(c)是中央油箱內(nèi)部桁條結(jié)構(gòu)，圖3(d)是實(shí)際拍攝的B-737大翼油箱內(nèi)部情況。 圖3 飛機(jī)油箱結(jié)構(gòu) 三、機(jī)器人檢查飛機(jī)油箱基本思路 飛機(jī)油箱空間狹小，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且入口較小，因此，機(jī)器人的體積受到限制。機(jī)器人在油箱環(huán)境中爬行的主要障礙是桁條，B-737大翼油箱桁條高為45mm，對(duì)于一般的越障機(jī)器人來(lái)說(shuō)不是太大問(wèn)題，但油箱中桁條間距為16cm，連續(xù)分布，機(jī)器人即使能越過(guò)桁條，也會(huì)處于上下顛簸狀態(tài)，不利于對(duì)油箱檢測(cè)，且連續(xù)越障功耗較大。此外，由于桁條的存在，機(jī)器人在油箱中轉(zhuǎn)彎很困難，不能實(shí)現(xiàn)在油箱中自如爬行。 為解決上述問(wèn)題，機(jī)器人采用如下設(shè)計(jì)： ①機(jī)器人在桁條上爬行 機(jī)器人本體設(shè)計(jì)為能跨在三根桁條上，采用履帶式結(jié)構(gòu)，與桁條接觸的履帶長(zhǎng)度為380mm。在運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)器人重心始終處于桁條上或兩桁條間，能保證機(jī)器人在桁條上平穩(wěn)爬行。 機(jī)器人采用在桁條上爬行方式解決了越障不穩(wěn)定帶來(lái)的問(wèn)題，并且運(yùn)行平穩(wěn)，功耗較小。 ②機(jī)器人采用兩套運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 為解決機(jī)器人在油箱中轉(zhuǎn)彎困難的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了兩套運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。機(jī)器人在桁條上縱向運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以從車體中豎直放下一套運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，支撐起車體，進(jìn)行橫向運(yùn)動(dòng)（以機(jī)器人垂直桁條方向運(yùn)動(dòng)為縱向，平行桁條運(yùn)動(dòng)方向?yàn)闄M向）。 機(jī)器人進(jìn)行縱向運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)稱為縱向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，進(jìn)行橫向運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)稱為橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，完成兩種運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的機(jī)構(gòu)稱為升降機(jī)構(gòu)。橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用輪式，在桁條間運(yùn)動(dòng)。桁條間比較平坦，輪式結(jié)構(gòu)能夠適應(yīng)。兩種方式通過(guò)升降機(jī)構(gòu)切換，這樣以來(lái)機(jī)器人只需縱向、橫向和豎直方向的直線運(yùn)動(dòng)就能實(shí)現(xiàn)在油箱桁條結(jié)構(gòu)環(huán)境中的爬行。機(jī)器人攜帶攝像機(jī)和無(wú)線視頻發(fā)射器，能將飛機(jī)油箱中的場(chǎng)景圖像無(wú)線傳輸?shù)奖O(jiān)控計(jì)算機(jī)上。設(shè)計(jì)一個(gè)監(jiān)控界面，顯示采集的圖像信息，便于機(jī)務(wù)人員觀察油箱情況。界面上設(shè)置機(jī)器人的控制按鈕，能夠遠(yuǎn)程無(wú)線控制機(jī)器人。 四、飛機(jī)油箱檢測(cè)機(jī)器人系統(tǒng) 飛機(jī)油箱檢測(cè)機(jī)器人系統(tǒng)由兩大部分組成：載體系統(tǒng)和地面監(jiān)控系統(tǒng)（如圖4所示）。其中，載體系統(tǒng)包括本體平臺(tái)、控制系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)和電源系統(tǒng)；地面監(jiān)控系統(tǒng)主要是上位機(jī)界面，包括控制按鈕和圖像顯示區(qū)（定義計(jì)算機(jī)為上位機(jī)，機(jī)器人本體上的嵌入式系統(tǒng)為下位機(jī)）。機(jī)務(wù)維修人員在監(jiān)控站通過(guò)上位機(jī)界面按鈕向機(jī)器人發(fā)送指令，機(jī)器人接收控制信號(hào)，執(zhí)行相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。機(jī)器人上的圖像采集系統(tǒng)能將飛機(jī)油箱中的場(chǎng)景圖像信息傳送到監(jiān)控站，可輔助機(jī)務(wù)人員進(jìn)行檢查。 1、飛機(jī)油箱檢測(cè)機(jī)器人載體系統(tǒng) A）本體平臺(tái) 飛機(jī)油箱檢測(cè)機(jī)器人樣機(jī)如圖5所示，其在制作的與B737-200飛機(jī)大翼主油箱桁條結(jié)構(gòu)同比例的模型上實(shí)驗(yàn)。本體包括縱向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)三部分。 縱向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)為主體部分，由外殼、機(jī)器人骨架、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)控制部件組成。外殼采用環(huán)氧板材料，具有較寬大的內(nèi)腔，可容納控制系統(tǒng)、電源系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用同步輪及雙面同步齒形帶構(gòu)成的履帶式結(jié)構(gòu)，使得機(jī)器人能在桁條上穩(wěn)步行進(jìn)。運(yùn)動(dòng)控制部件由兩套直流電機(jī)及聯(lián)軸器組成，可調(diào)整機(jī)器人行走速度及方向（如圖6所示）。 1、10 同步齒形輪 2、9 軸承座 3、8 聯(lián)軸器 4、7 電機(jī)支架 5、6 直流減速電機(jī) 橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)嵌套在縱向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)部，由支撐架、輪子及運(yùn)動(dòng)控制部件組成（如圖7所示）。支撐架采用環(huán)氧板材料，輪子采用尼龍材料制成，分為兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪和兩個(gè)從動(dòng)輪，其尺寸根據(jù)所跨的桁條的高度決定。運(yùn)動(dòng)控制部件由兩套直流減速電機(jī)及傘齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。 升降機(jī)構(gòu)連接在橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和縱向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間，由絲杠螺母機(jī)構(gòu)組成，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可控制橫向及縱向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降，具有切換執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用。 11 升降螺母 12 絲杠 13 光軸 14 直線軸承 15 上蓋板 16 側(cè)板 17 底板 18 軸承 19 從動(dòng)輪 20 光軸固定座 21 直線步進(jìn)電機(jī) 22 電機(jī)支架 23 直流減速電機(jī) 24 傘齒輪 25 主動(dòng)輪 基于上述機(jī)構(gòu)，機(jī)器人可進(jìn)行縱向運(yùn)動(dòng)和橫向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)進(jìn)行縱向和橫向運(yùn)動(dòng)的交替時(shí)，通過(guò)升降機(jī)構(gòu)進(jìn)行切換。 B）飛機(jī)油箱檢測(cè)機(jī)器人控制系統(tǒng) ①基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)硬件 控制系統(tǒng)硬件是以單片機(jī)為核心的嵌入式系統(tǒng)，由電平轉(zhuǎn)換部分、電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分、無(wú)線接收模塊等構(gòu)成外圍電路（如圖8所示）。采用Atmega16L單片機(jī)作為核心處理芯片，能直接輸出PWM控制信號(hào)，使得對(duì)電機(jī)的調(diào)速控制變得簡(jiǎn)單。能實(shí)現(xiàn)縱橫向機(jī)構(gòu)的前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎、升降等功能，還可實(shí)現(xiàn)限位控制、攝像機(jī)水平旋轉(zhuǎn)和俯仰調(diào)整等操作。驅(qū)動(dòng)部分采用驅(qū)動(dòng)芯片L298N和續(xù)流二極管構(gòu)成H橋驅(qū)動(dòng)電路。L298N的最大驅(qū)動(dòng)電流可達(dá)2A，驅(qū)動(dòng)能力較強(qiáng)。每個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片都有二極管續(xù)流電路，在電機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)起保護(hù)電機(jī)作用。 ②控制系統(tǒng)軟件 控制程序流程圖如圖9所示。上位機(jī)界面上按鈕按下，計(jì)算機(jī)串口通過(guò)無(wú)線發(fā)射模塊發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)包，機(jī)器人電路板上的無(wú)線接收模塊接收，傳送給單片機(jī)。如果數(shù)據(jù)正確，開啟中斷，中斷服務(wù)程序響應(yīng)，由分支判斷語(yǔ)句判斷接收到的數(shù)據(jù)，并對(duì)應(yīng)執(zhí)行相應(yīng)功能。 機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)控制有三部分：縱向運(yùn)動(dòng)、橫向運(yùn)動(dòng)和升降運(yùn)動(dòng)。其中，縱向和橫向運(yùn)動(dòng)包括前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)，并能進(jìn)行加速和減速控制；升降運(yùn)動(dòng)包括上升和下降?？v向和橫向運(yùn)動(dòng)各由兩個(gè)直流減速電機(jī)實(shí)現(xiàn)，因此，需對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制。通過(guò)程序控制給兩個(gè)電機(jī)均為正向電壓（或反向電壓），電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，機(jī)器人前進(jìn)（或后退）；給兩個(gè)電機(jī)一個(gè)正向電壓、一個(gè)反向電壓，則兩個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，機(jī)器人原地轉(zhuǎn)彎。升降運(yùn)動(dòng)是由直線絲杠步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)，電機(jī)是兩相四線，是通過(guò)給一定頻率的脈沖來(lái)控制。 在升降過(guò)程中，通過(guò)限位開關(guān)和軟件控制來(lái)實(shí)現(xiàn)升降的行程限定。如果升降機(jī)構(gòu)碰到位于上面（或下面）的限位開關(guān)，啟動(dòng)中斷，執(zhí)行服務(wù)程序，再按上升（或下降）按鈕則無(wú)作用，只能按下降（或上升）按鈕才有效。 此外，能對(duì)機(jī)器人攜帶的攝像機(jī)進(jìn)行水平旋轉(zhuǎn)和俯仰控制。 C）飛機(jī)油箱圖像采集系統(tǒng) 圖像采集系統(tǒng)主要包括微型攝像機(jī)、無(wú)線視頻收發(fā)模塊、圖像采集棒和照明燈組成，是維修人員進(jìn)行缺陷檢查的重要部件。攝像機(jī)采集飛機(jī)油箱中的信息，并通過(guò)無(wú)線視頻發(fā)射模塊將信息實(shí)時(shí)傳送到監(jiān)控站，監(jiān)控站采用無(wú)線視頻接收模塊接收，并利用圖像采集棒轉(zhuǎn)成數(shù)字圖像信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)，在上位機(jī)界面的圖像區(qū)顯示。攝像機(jī)可進(jìn)行俯仰、水平旋轉(zhuǎn)等操作，擴(kuò)大了可視范圍，可方便維修人員檢查。照明燈是為了補(bǔ)充光照，有利于攝像機(jī)采集清晰圖像。 D）機(jī)器人電源系統(tǒng) 機(jī)器人采用12V鋰電池作為動(dòng)力能源，而單片機(jī)和無(wú)線模塊工作電壓是5V，攝像機(jī)和無(wú)線視頻發(fā)射模塊工作電壓是8V，因此，需要電平轉(zhuǎn)換模塊。系統(tǒng)采用LM317和78L05進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換。 2、飛機(jī)油箱檢測(cè)機(jī)器人地面監(jiān)控系統(tǒng) 地面監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)用VC++開發(fā)的上位機(jī)軟件，打開軟件，其上可以看到圖像區(qū)和控制按鈕。圖像區(qū)顯示攝像機(jī)采集到的飛機(jī)油箱情況，操作人員通過(guò)觀察圖像就可以進(jìn)行油箱檢測(cè)，并對(duì)機(jī)器人進(jìn)行相應(yīng)控制?？刂瓢粹o分為攝像機(jī)控制按鈕和運(yùn)動(dòng)控制按鈕。攝像機(jī)控制按鈕可以調(diào)整攝像機(jī)水平旋轉(zhuǎn)和俯仰的角度，便于在油箱中檢查；運(yùn)動(dòng)控制按鈕是對(duì)機(jī)器人縱橫向運(yùn)動(dòng)和升降運(yùn)動(dòng)控制。
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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)
- 一、作品設(shè)計(jì)的目的 民航飛機(jī)油箱維修一般在抽油、通風(fēng)后允許人工進(jìn)入檢查，油箱內(nèi)作業(yè)不僅空間受限，而且油氣和殘油會(huì)對(duì)皮膚和呼吸系統(tǒng)造成傷害。為此，開發(fā)了飛機(jī)油箱檢測(cè)機(jī)器人，其可在通風(fēng)時(shí)到達(dá)油箱可疑部位，把視頻信息傳到地面監(jiān)控站。作品的應(yīng)用不僅可提高油箱檢修效率，縮短飛機(jī)停場(chǎng)時(shí)間，同時(shí)還將避免維修作業(yè)造成的人身危害。 二、作品設(shè)計(jì)基本思路 針對(duì)飛機(jī)油箱中的特殊環(huán)境，設(shè)計(jì)一種機(jī)器人，其本體結(jié)構(gòu)能適應(yīng)飛機(jī)油箱中的結(jié)構(gòu)環(huán)境，能夠在監(jiān)控站進(jìn)行無(wú)線遙控，并可將油箱中的圖像信息無(wú)線實(shí)時(shí)傳輸。 本作品重點(diǎn)解決了機(jī)器人的結(jié)構(gòu)、無(wú)線控制和圖像采集等問(wèn)題。 三、創(chuàng)新點(diǎn) 1、提出使用機(jī)器人代替人進(jìn)行飛機(jī)油箱檢測(cè) 2、將輪履復(fù)合結(jié)構(gòu)應(yīng)用于飛機(jī)油箱檢測(cè) 四、技術(shù)關(guān)鍵 1、飛機(jī)油箱多桁條環(huán)境中實(shí)現(xiàn)機(jī)器人行走 2、飛機(jī)油箱密閉環(huán)境下無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng) 設(shè)計(jì)了能對(duì)作業(yè)于飛機(jī)油箱密閉環(huán)境下的機(jī)器人進(jìn)行無(wú)線控制的系統(tǒng)，并且能夠在監(jiān)控站接收機(jī)器人采集的油箱圖像信息。 五、主要技術(shù)指標(biāo) 飛機(jī)油箱檢測(cè)機(jī)器人可以達(dá)到以下的技術(shù)指標(biāo)： （1） 外形尺寸： 480mm×280mm×180mm（L×W×H）； （2） 機(jī)器人重量：小于8kg； （3） 行走速度： 最大20cm/s； （4） 連續(xù)運(yùn)行時(shí)間：2小時(shí)； （5） 圖像分辨率：800×600像素； （6） 無(wú)線監(jiān)控距離：100m。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 一、作品的科學(xué)性 飛機(jī)油箱空間狹小，維修困難，維修時(shí)間長(zhǎng)，而且油氣對(duì)人身體健康造成危害。而機(jī)器人體積小，運(yùn)動(dòng)靈活，不受油氣環(huán)境影響，因此，使用機(jī)器人代替機(jī)務(wù)人員進(jìn)行飛機(jī)油箱檢測(cè)有其應(yīng)用價(jià)值。 二、作品的先進(jìn)性 設(shè)計(jì)了一種適應(yīng)于飛機(jī)油箱結(jié)構(gòu)環(huán)境的機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了在油箱密閉環(huán)境下對(duì)機(jī)器人的無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控，能夠在上位機(jī)界面上顯示油箱場(chǎng)景圖像。 目前，航空維修上尚無(wú)此類用于飛機(jī)油箱維修的機(jī)器人。機(jī)務(wù)人員進(jìn)行飛機(jī)油箱檢測(cè)必須先進(jìn)行油箱放油、通風(fēng)，油氣濃度達(dá)到要求才能進(jìn)入，需要很長(zhǎng)時(shí)間。采用機(jī)器人可以在油氣濃度很高時(shí)進(jìn)入，減少通風(fēng)時(shí)間。機(jī)器人可以到達(dá)人難以到達(dá)的狹小空間，并將油箱圖像傳輸?shù)奖O(jiān)控站，機(jī)務(wù)人員不需進(jìn)入就可進(jìn)行油箱檢查，提高了飛機(jī)油箱維修的效率。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2010年12月在中國(guó)民航大學(xué)第五屆創(chuàng)新杯比賽中獲得科技發(fā)明制作類一等獎(jiǎng)。
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 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)
- 一、使用說(shuō)明 使用該機(jī)器人進(jìn)行飛機(jī)油箱檢測(cè)時(shí)，將其通過(guò)油箱入口放入，并使機(jī)器人的縱向與油箱桁條垂直放置。在輪子均在桁條上時(shí)將橫向機(jī)構(gòu)放下，支起縱向機(jī)構(gòu)，進(jìn)行橫向運(yùn)動(dòng)。機(jī)器人爬行偏斜時(shí)，進(jìn)行適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)，以校正姿態(tài)。 二、技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì) 1、該機(jī)器人能夠適應(yīng)飛機(jī)油箱多桁條結(jié)構(gòu)環(huán)境，并可通過(guò)監(jiān)控站遠(yuǎn)程控制。 2、能夠?qū)w機(jī)油箱中的場(chǎng)景圖像信息傳送到監(jiān)控站，可輔助機(jī)務(wù)人員進(jìn)行檢查。 三、適應(yīng)范圍及推廣前景 1、適應(yīng)范圍 飛機(jī)油箱檢測(cè)機(jī)器人是一種專用于飛機(jī)油箱維修的特種機(jī)器人，用于協(xié)助機(jī)務(wù)人員進(jìn)行飛機(jī)油箱維修。 2、推廣前景 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)無(wú)相關(guān)成型產(chǎn)品，開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的飛機(jī)油箱檢測(cè)機(jī)器人具有廣闊的市場(chǎng)前景。 四、市場(chǎng)分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè) 飛機(jī)油箱檢測(cè)機(jī)器人能提高維修效率、改善機(jī)務(wù)人員工作環(huán)境，從而縮短飛機(jī)停場(chǎng)時(shí)間、降低經(jīng)濟(jì)損失，能給航空公司帶來(lái)直接的經(jīng)濟(jì)效益。 由于目前國(guó)內(nèi)外尚無(wú)用于飛機(jī)油箱維修的機(jī)器人，研發(fā)此產(chǎn)品有廣闊的市場(chǎng)。
同類課題研究水平概述
- 2004年葡萄牙里斯本Taguspark科學(xué)園設(shè)計(jì)了robtank inspec自動(dòng)檢測(cè)工具，能夠?qū)Τ錆M危險(xiǎn)液體的油罐進(jìn)行檢測(cè)。一個(gè)四輪并可以轉(zhuǎn)向的小車吸附在油罐內(nèi)壁上，利用其裝載的超聲波系統(tǒng)檢測(cè)儲(chǔ)油罐，在油罐外面有操作控制工具用繩與檢測(cè)小車連接并控制小車位置?？梢詸z測(cè)大型儲(chǔ)油罐其內(nèi)側(cè)底部是否被腐蝕而造成泄漏，不用將油罐清空就可以實(shí)現(xiàn)。 2004年9月清華大學(xué)機(jī)器人與自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室研制的大型油罐自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng) TH Climber Ⅰ以磁吸附爬壁機(jī)器人為載體，將渦流檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于油罐檢測(cè)，很好地解決了這一問(wèn)題。與常規(guī)的無(wú)損檢測(cè)設(shè)備相比，該系統(tǒng)引入了配有多傳感器系統(tǒng)的智能機(jī)器人，在檢測(cè)靈活性和可靠性上有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。 2005年7月東華大學(xué)研制成功“空調(diào)管道清洗機(jī)器人”， 和家用的吸塵器差不多大小，四個(gè)腳上有四條履帶，能夠在9厘米高的臺(tái)階上上下下，能順暢自如地爬到中央空調(diào)的各個(gè)角落，甚至到各種形狀的通風(fēng)管道中清掃管道中的垃圾，并且通過(guò)視頻系統(tǒng)清除各個(gè)角落里的細(xì)菌、病毒，噴涂各種消毒液。 2006年12月東北大學(xué)研究的球形管道機(jī)器人，將球形機(jī)器人的結(jié)構(gòu)應(yīng)用于管道爬行這一背景中設(shè)計(jì)的一種機(jī)器人。它利用了球形機(jī)器人運(yùn)動(dòng)全向性、轉(zhuǎn)彎靈活的特點(diǎn)，解決了管道機(jī)器人中普遍存在的轉(zhuǎn)彎困難、運(yùn)動(dòng)速度慢的問(wèn)題。 2009年武漢亞伯蘭機(jī)電設(shè)備有限公司設(shè)計(jì)的油煙管道清洗機(jī)器人是專門針對(duì)酒店、賓館、學(xué)校、企事業(yè)單位等的油煙管道清洗的專用清洗機(jī)器人。其操作簡(jiǎn)單、清洗效率高。 從20世紀(jì)80年代起，國(guó)外就對(duì)小型履帶式機(jī)器人展開了系統(tǒng)的研究，比較有影響的是美國(guó)的Packbot機(jī)器人、URBOT、NUGV和talon機(jī)器人。此外，英國(guó)研制的Supper Wheelbarrow排爆機(jī)器人、加拿大謝布魯克大學(xué)研制的AZIMUT機(jī)器人、日本的Helios VII機(jī)器人都屬于履帶式機(jī)器人。我國(guó)對(duì)履帶式機(jī)器人的研究也取得了一定的成果，如沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所研制的CLIMBE機(jī)器人、北京理工大學(xué)研制的四履腿機(jī)器人、北京航空航天大學(xué)研制的可重構(gòu)履腿機(jī)器人等。 綜上所述，國(guó)內(nèi)外多家研究機(jī)構(gòu)已研究了油氣混合環(huán)境中進(jìn)行作業(yè)的機(jī)器人，并已進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。而爬行在飛機(jī)油箱特殊環(huán)境內(nèi)、進(jìn)行油箱滲漏檢查的機(jī)器人暫時(shí)未見相關(guān)報(bào)道。
