作品名稱:藍色魅影——多功能攀爬機器人
學校名稱:哈爾濱工業大學
參賽隊伍:BLUE GHOST 4
參賽學生:李蘊洲 魏晉 解為然
指導老師:劉佳男 宋寶玉
結構介紹
我們藍色魅影機器人主要由三部分組成,分別為:負壓腔,動力艙和機械臂。
首先是負壓腔,負壓腔設計為圓柱形的腔體,吸附過程中,負壓腔內部的雙檔離心風機旋轉,通過導管抽出吸盤中的空氣,形成負壓,使機器人吸附于墻上。同時頂部設有功能臂安裝區,可以通過更換不同的功能臂來實現不同的功能。我們目前設計的功能臂有攝像臂和清潔臂,能夠分別實現偵察和清潔功能。黃色殼體是多孔吸音材料,能夠完成機器人在運作過程中的降噪處理。
動力艙是一個柱形艙體,它是整個機器人的供能中心,中間裝有易于更換的鋰電池。采用輪式驅動,使機器人行進更為迅速,其底部可轉動的輪盤使機器人可以原地轉向。負壓腔固定于動力艙頂部,由動力艙為其提供電能。機器人轉向過程中,首先機械臂撐起艙體,輪盤完成指定方向轉動,完成機器人的原地轉向。
第三部分是機械臂的設計。我們的機器人擁有六個完全相同的機械臂,均勻分布在動力艙的周圍,底部設有吸盤。這個結構設計使機器人的吸附更加穩定、可靠,同時使機器人能夠完成一定的越障功能。而吸盤是用一種不透氣,彈性大且耐磨的材料構成。四自由度的機械臂使越障更為輕松,理論上可以通過直角墻面。
主要創新點
(1)速度快:由于機器人是輪胎驅動模式,所以在墻面上的行進作業速度較快。
(2)易轉向:由于機器人的底盤可以旋轉,而且機身是完全對稱的圓形結構,所以機器人可以實現原地轉向。
(3)抗逆性:由于機器人有六個起吸附作用的吸盤,所以機器人通過一些縫隙、溝槽時整體吸附力不會有太大影響。
(4)穩定性:由于機器人負壓腔中的離心風扇有高速擋,所以機器人在固定點作業時會更加的穩定。
(5)低噪性:由于機器人內壁設有多孔式吸音材料,所以機器人產生的噪音小,可以融入環境進行作業。
(6)多功能:負壓腔頂部的功能機械臂可以根據需要進行更換,以實現多功能作業。
應用前景
設計的機器人能應用于高層建筑的清洗和維護,減少相關危險工作中人力資源所占比重。
在日常生活中,清理隨處可見墻面廣告等需要很多的人力和物力,通過使用機器人來克服此種現象能夠節約人力運用和成本。
同時在面對高層建筑的火災事故頻發、內部火情難以觀測等情況中要能夠通過用采用機器人來提高此類情況處理的安全性和及時傳輸此類危機情況的實時信息。
在核工業,石化行業以及造船業等領域存在著操作復雜、環境條件惡劣,對人體有害的特殊作業環境,通過采用機器人參與此類工作,減少危險環境對人的危害。
軍事領域需要對特定目標建筑進行隱秘的偵察,機器人通過搭載不同類型的功能臂已實現在軍事用途中的偵查任務,甚至參與排爆任務等危險環境下的任務。