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基本信息

项目名称:
高危环境作业机器人
小类:
机械与控制
简介:
该机器人的材料采用的VEX比赛器材,机身上搭有一个机械手臂、2个设想头、1个扩音器。采用无线操控,可以远程观察现场情况并进行通过机械手臂进行作业,主要适用于高危环境下,工作人员难以进入的工作场所进行作业,保障工作人员的生命健康。
详细介绍:
高危环境作业机器人运用到了无线图像和音频传输技术、无线控制系统、无线语音对讲系统,并在原有的基础上进行了改进及加工,达到能够顺利完成作业的目的。 机器人行动方式采用履带式行走,进行作业的机械手臂分为几个关节,能够能灵活、精准的作业。

作品图片

  • 高危环境作业机器人
  • 高危环境作业机器人
  • 高危环境作业机器人

作品专业信息

设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标

该机器人能够在对人类生命健康构成威胁的情况下进入危险区域代替人类进行工作,从而达到减少人类在高危环境下工作的伤亡率。 数据采集端:机器人通过马达带动履带行走并自带有照明设备;在主体部位要安装摄像头把采集到的图像信息发送到远程电脑上;无线对讲系统可以将声音信息发送到远程的机器人终端上,通过所安装的扬声器使远端能够听到声音信息。安装在机器人一侧的机械臂可以精确、高效率的进行作业。 数据接收端:通过所安装在电脑端的控制软件,对机器人的方向与作业进行控制;对传回的实时画面显示在电脑屏幕上与远端传回的声音信息相结合,对前方的情况作出准确判断。 机器人的零部件全是用的VEX器材,机器人整体结构设计、搭建、遥控器和对讲机的改装。成了完成这一项目的关键。

科学性、先进性

该项目运用到了无线图像和音频传输技术、无线控制系统、无线语音对讲系统,并在原有的基础上进行了改进及加工,达到了能够顺利完成任务的目的。 高危环境作业机器人与传统的救援工具(施工用的挖机)相比运用到了无线操控技术,能够通过图像和音频对现场进行现场操控,大大减少了救援人员的风险。 考虑到机械手臂在工作中对工作对象需要一定的精准度并且保证机械手臂能够承受不同的压力,遥控端可以根据机械手臂的马达在工作中所承受的负荷来控制马达的动力输出(无极变数)。

获奖情况及鉴定结果

作品还在完善阶段,目前还没通过专家的评审。

作品所处阶段

中式阶段

技术转让方式

普通许可

作品可展示的形式

现场演示、实物

使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测

该机器人是在由遥控器改进的操控箱上进行操控,操控箱上有相应的按钮。它适用于到达某些因特殊情况会对人体生命健康构成威胁而导致人员无法进入的地方投放或拾回某些物品。例如:日本地震时携带高压水枪进入辐射区域对发电机组进行注水作业(完成这样的作业需扩大机器人体积、更换相应功率的马达及动力来源。由于物质范围有限,还不能进行这样大规模的制作及实验)。 制作这样一个机器人费用需根据工作需求而定,虽然生产出一个大型机器人需要一定人力、财力,但与损失一位工作人员的生命健康相比肯定物超所值,在地震之后该机器人还可搭载生命探测仪和食物进入灾区。 “养兵千日,用兵一时”高危环境作业机器人可以根据不同的单位,制作符合自己工种大小的机器人,虽然在日常工作中它只是个摆设,但是到了特殊环境,它的价值却是不可估量的。

同类课题研究水平概述

当前国内外的科技行业正在迅速发展,大大提高了生产率,虽然目前国内外的科技水平都达到了一定的程度,但是人们似乎忽略了一个细节,在有了科学技术的前提下,我们似乎都用之投入于劳动生产中或是其他科技含量更高的科学研究,没有注意到如何使用这些技术能够减少特殊环境下对人类的伤亡率。 历史上,人们应急灾害的手段一直很简陋。唐山大地震时主要靠徒手刨,用铁锹挖;汶川地震时有了更多的直升飞机、载重汽车、装载机、斗轮机等重型装备。不过,从另一个侧面看,在灾害信息获取的手段和营救装备方面仍然亟待改善。 最近发生在日本的9.0级大地震引发了大海啸,福岛第一核电站冷却系统瘫痪,未能及时给四个发电机组注水,导致其先后发生爆炸,造成核泄漏的严重后果,并正影响着周围的环境与邻国。日本采取了措施进行补救,不得不派出50名工作人员,进入到正在向外辐射的发电机组附近进行注水作业。美国专家分析认为,遭受到这么强烈的辐射,这50名勇士的生命不会超过两周。 根据此类情况的发生,我们的机器人则可以代替人类进入到此类危险的环境之中,比如由机器人携带注水龙头到达指定位置,对其作业。 美国有一款“山猫”牌多功能滑移转向装载机,它集多种救援装备于一身,主要特点和优势在于具有几十种救援功能可以选择,每一种功能的转换对于一个熟练的操控手只需一分钟,而且不需要任何辅助装备。行走采用静液压全时四轮驱动,爬坡能力45度,可涉水70公分。 2010年哈尔滨工业大学研制了高压线除雪机器人,成功的解决了南方部分地区因频繁发生雨雪冰冻灾害,导致输电线表面结冰,高压输电线路大面积受损的问题。虽然除冰工作可以由工作人员进行,但是这存在一个工作量大,效率低,并且十分危险的问题。 同样的道理,如果在日本的地震中,只要机器人携有足够的燃料就可以一直对发电机组进行注水,大大减少了核泄漏带来的损失。 在美国《拆弹部队》电影中,我们可以看到,拆弹专家就动用了类似的机器人对未知危险品进行检查及炸弹引爆。
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