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基本信息

项目名称:
无线环境探测智能机器人
小类:
机械与控制
简介:
该智能机器人的设计实现了安全、实时、准确、高效、可视地探测某一区域的环境参数,并通过无线的方式将采集到的数据传送到控制端。
详细介绍:
随着现代工业生产的飞速发展,其负面效应如煤矿爆炸、瓦斯泄漏等各种重大安全事故不断见诸报端。国务院《关于进一步加强企业安全生产工作的通知》等相关文件政策的出台,市场对于在有毒的、有害的、高温的或危险恶劣环境的有效探测技术的日益重视。此外,根据工业应用领域的特定需求情况,为提高企业的安全生产能力,市场正寻求代替人从事此类环境下的检测与监控工作的具体途径。 首先本文对无线环境探测智能机器人的经济可行性、技术可行性进行了分析,并对市场进行了预测。 其次介绍了该环境探测智能机器人的硬件构成,包括传感器、电源、电机驱动、无线收发、液晶显示、键盘控制及CPU的设计。 再次介绍了环境探测智能机器人的软件设计,包括传感器数据采集、无线收发、液晶显示、键盘控制及数据处理。 最后对环境探测智能机器人进行联调,将采集到的数据与现有的探测器数据进行比对、分析,并提出改进方案。

作品图片

  • 无线环境探测智能机器人

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

该智能机器人主要用于实时探测未知环境中的温、湿度值、可燃性气体浓度,将数据通过无线的方式发送到控制端,从而提供该区域中的环境参数,并通过带有节能LED光源的无线Wifi摄像头(可在黑暗环境下使用)采集到的视频信息控制智能机器人的行驶。设计采用51单片机作为智能机器人内核,配备了Nrf24L01无线收发和SM45无线通讯模块。前端传感器选用了实验室自主研发的可燃性气体传感器,对环境中的一氧化碳、甲烷等可燃性气体浓度值进行采集,采用的SnO2薄膜敏感膜电阻随气体浓度升高而降低,本传感器以“平板夹心结构的半导体式气体传感器的制造方法”名称申请了国家发明专利,专利号ZL 200710071957.5。温湿度传感器选用了AM2301采集模块。温度采集精度: 0.5℃,量程范围:-40~125℃,响应时间:2秒;湿度采集精度: 2%RH,响应时间:2秒。可燃性气体探测浓度范围0-40000ppm,报警浓度为20000ppm。

科学性、先进性

现代工业生产的飞速发展,其负面效应如煤矿爆炸、瓦斯泄漏等各种重大安全事故不断见诸报端。随着国务院《关于进一步加强企业安全生产工作的通知》等相关文件政策的出台,市场对于在有毒的、有害的、高温的或危险恶劣环境的有效监控技术的日益重视。此外,根据工业应用领域的特定需求情况,为提高企业的安全生产能力,市场正寻求代替人从事此类环境下的检测与监控工作的具体途径。该智能机器人与传统的环境监控系统相比,其优点在于灵活、安全、可靠、高效。该智能机器人体积小,重量轻,可行驶于一些狭窄、人无法穿越的区域,且控制简单、方便;由于用智能机器人取代了人亲自进入复杂环境,极大的避免了探测环境时对人造成的危险;传感器采集到的数据通过无线模块可及时的传到操作者控制界面,使得操作者可及时获得该区域环境参数,配备的摄像头具有LED光源,可在黑暗环境中使用,并具有180度全方位旋转功能。使用的传感器具有国家发明专利,专利号ZL 200710071957.5。

获奖情况及鉴定结果

作品所处阶段

中试阶段

技术转让方式

作品可展示的形式

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

该智能机器人实现了安全、实时、准确、高效、可视地探测某一区域的环境参数,并通过无线的方式将采集到的数据传送到控制端。智能机器人所携带的气体传感器由实验室自主研发,并已申请了国家专利,可同时检测NO2、CO、H2和NH3。环境探测机器人可应用在机械制造行业、 化工行业、烟草行业、环境保护等部门、现代物流行业、科学研究和产品开发、文物保护领域、智能家居、矿井救援和管理、下水道环境探测,具有极大的市场前景和经济价值。

同类课题研究水平概述

进入到2010,我国在环境探测机器人的研制和制造取得了一系列可喜的成就。2010年08月18日由武桥重工和上海交大历时7年联合开发的深井探测机器人研制成功,18日在四川锦屏水电站地区海拔2000米地下岩层实验成功。该技术将主要用于地壳稳定性分析,地质构造,水库、水坝的地质分析,并对地震、泥石流等地质灾害能起到预测和预防的作用。2010年10月5日闭幕的第九届中国国际装备制造业博览会上,“煤矿井下探测机器人”荣获特别奖。
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