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电磁式爬壁机器人  

2011-04-18 13:01:41|  分类: 自我学习 |  标签: |举报 |字号 订阅

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机器人是传统的机构学与近代电子技术相结合的产物,是一种模仿人操作、高速运行、重复操作和精度较高的自动化设备。机器人技术的出现和发展,不但传统的工业生产和科学研究发生革命性的变化,而且将对人类的社会生产、生活产生深远的影响。

    目前,世界各国都在积极研发各种形式的机器人,广泛应用与军事、科研、工业、民用等领域,已经研发出来并有应用价值的机器人有数万种。在21世纪,是高水平、多功能、智能机器人发展的一个关键时期。使机器人可以应付复杂地形,特别是进行爬墙、爬管道等高难度作业是当今机器人发展的前沿课题之一。正如美国国防部高级研究计划署(DARPA)所指出的那样,具有爬墙能力的机器人,特别是可以让机器人爬上垂直的墙壁好处众多,意义深远。

电磁式爬壁机器人 - 想想 - 机器人“快乐大本营”

 

作品创新点:

    本电磁式爬壁机器人平台从客观需求出发,利用电磁铁可以吸附铁质物体的原理,实现机器人在铁质壁面上竖直攀爬。机器人平台以单片机为控制核心,控制四只仿生脚的行动和电磁铁的吸附,由无线控制器实现远程控制。平台搭载多种传感器,以检测机器人周围的环境状态,并应用蓝牙技术,将传感器监测数据时时传回控制电脑。还可由电脑控制,利用机器人上加装的机械臂,完成简单操作。本项目作品可以应用于高温、强热辐射、浓烟等地理环境复杂的场所实施远程测控,也可以应用于船体检测等方面。

电磁式爬壁机器人 - 想想 - 机器人“快乐大本营”

                     电磁铁

作品先进性:

    可以进行攀爬的机器人与现有机器人相比有诸多不同的特点。最为突出的就是它具有更为广阔的工作空间,相比传统机器人,它不但可以适应多种地形,还可以进行高空极限作业。它可以代替人工在高空、毒气毒液、辐射、水下等高危环境下进行特种作业,在航空、航天、国防、热电厂、造船业、核工业、石化天然气,水暖供应业等领域有广泛的应用。当前世界上研制的可用于爬墙、爬管道的机器人主要有两种。一种是美国军方开发的电胶技术,它可利用于大多数壁面,但缺点是不可沾水。另一种是壁虎式挂钩,它只可用于摩擦系数较大的壁面。现在,世界各国、各组织都在积极研制此类可用于攀爬的机器人。

    电磁式机器人平台基于电磁铁吸附技术,可以良好地吸附铁质墙壁,实现墙壁攀爬。可以广泛应用于我国航空、航天、国防、热电厂、船舶业等,例如进行高炉的检测,舰艇轮船外部检测。现在,在一些危险地区或者管道等人不宜到达,而用常规机器人也无法进行探测的地方,应用本机器人将可以使问题易于解决。

电磁式爬壁机器人 - 想想 - 机器人“快乐大本营”

      遥控器接受电路及电磁铁驱动电路

总结:

    本机器人平台的创新点在于利用电磁铁吸附原理,达到攀爬铁质物体的目的,可实现机器人在管道、铁杆、以及其它高难度地方的大于90度的爬行。与以往机器人相比,该机器人可跨较大的障碍,吸力大。克服了空气式机器人在壁面凹凸不平时,容易使吸盘漏气,从而使吸附力下降,承载能力降低设备负载的缺点。

    本机器人具有视觉功能,装有摄像头和光电探头等探测器(用于检测机器人所处位置温度、化学物质、辐射等)。机械手用来启闭阀门、搬移物品、拧紧螺栓或开门等。这种机器人可用来代替人类在高温、强热辐射、浓烟、地形复杂、障碍物多、化学腐蚀、易燃易爆等恶劣环境中进行侦察、修复。

    目前热电厂锅炉壁面检修,是一项高空危险的极限工作,为解决工人高空危险及缩短抢修时间,国家制定(863)重点科技攻关项目。现有炉壁高度一般在50—80米左右,所以要求爬壁机对炉壁要有强大的吸附力,从而产生有效的摩擦力而要求较小的行走动力,此技术是世界各国都在攻关的技术难题。现有锅炉壁面施工,检修,还是采用传统搭竹架方法费时费力。如采用本电磁式爬壁机器人平台,可以完全实现了炉壁上的自动化施工,大大缩短工作时间,提高工作效率,使机组提前发电,可以给电厂带来巨大的经济效益,目前是各电厂急需的一种最先进的锅炉爬壁工具,此产品符合国家重点提倡的创新节约的科技项目之一。 

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