1、危險場所無線遠程智能探測機器人 團隊成員：楊熬、葉登金、梁小波、肖志鋒、杜虹作 指導老師：蔣剛 0816-2419839）,四川綿陽,設(shè)計創(chuàng)新點,設(shè)計計算,設(shè)計方案,背景概述,1.項目背景,為地震后中國工程物理研究院、821的核廢料、核設(shè)施的處理提供解決方案 2008年的5.12特大地震以后，中國工程物理研究院、821等軍工單位的核設(shè)施部分受損，大量的核廢料亟待搬運、核設(shè)施需要拆除或維修。在高放、中高放條件下，短暫的輻照即可對人體造成巨大的殺傷，因此無法采用人工處理的方式，必須采用抗輻加固的機器人進行作業(yè)。 西南科技大學位于地震重災(zāi)區(qū)綿陽，中國工程物理研究院、821是

2、我們的董事單位，我們西南科技大學有責任、有義務(wù)協(xié)助他們解決核廢料搬運、核設(shè)施拆除等工作存在的技術(shù)難題；結(jié)合本次比賽主題，我們研制了這一款危險場所無線遠程智能探測機器人。,應(yīng)用前景及總結(jié),優(yōu)點及創(chuàng)新點,項目簡介,項目背景,2.項目簡介,主體結(jié)構(gòu)框架,機械組成框架,電子控制,軟件支持,&,探測“小瓦力”,主體運輸機,&,主體機械結(jié)構(gòu)：機器人采用主從結(jié)構(gòu)設(shè)計，兩個機器人在外形設(shè)計上采用了統(tǒng)一風格，履帶式作為主驅(qū)動，為了提高機器人的靈活性及越障探測能力，我們采用三節(jié)式設(shè)計，前后擺臂均采用了軸套軸的創(chuàng)新設(shè)計。,2.項目簡介,實物圖,三維圖,機械開發(fā)： (1) 我們采用了PRO/E三維建模技術(shù)。,2.項目

3、簡介,三維建模圖,(2) 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方面，我們的主要零件均采用ADINA做了有限元分析，保證強度和結(jié)構(gòu)的可靠性。,基于ADINA的I軸有限元分析,定位算法及電子電路： (1) 我們采用雙碼盤定位，能較為精確的定位機器人的具體坐標。,2.項目簡介,(2) 電路板設(shè)計：我們采用PROTEL進行設(shè)計開發(fā)。,自主開發(fā)的雙路驅(qū)動電路圖,(3) 機械零件加工：我們采用了加工中心、數(shù)控車床、線切割等機床。,（平均每個脈沖所走的路程）,2.項目簡介,工作流程,2.項目簡介,工作場景,2.項目簡介,工作場景,應(yīng)用前景及總結(jié),優(yōu)點及創(chuàng)新點,項目簡介,項目背景,3.優(yōu)點及創(chuàng)新點,(1) 主從機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計：正如駱

4、駝和羊，大的有著更強的越障能力，小的更靈巧，兩者配合，實現(xiàn)優(yōu)勢互補。遵循這一技術(shù)思路，我們將在此基礎(chǔ)上，更深入的研究多機器人協(xié)作。 (2) 主動越障機構(gòu)：主要針對現(xiàn)行的被動越障方式存在的不足而設(shè)計，主從機器人均采用三節(jié)履帶式，前后擺臂采用軸套軸機構(gòu)實現(xiàn)獨立擺動，可履帶式行走越障，亦可四足直立行走越障、攀爬樓梯等。 (3) 機器人末端工具:可以方便的拆裝，實現(xiàn)核廢料夾取、推移、搬運、切割等功能。,3.優(yōu)點及創(chuàng)新點,(1) 主從機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計：正如駱駝和羊，大的有著更強的越障能力，小的更靈巧，兩者配合，實現(xiàn)優(yōu)勢互補。遵循這一技術(shù)思路，我們將在此基礎(chǔ)上，更深入的研究多機器人協(xié)作。,BACK,主從合體

5、工作,主從分體工作,3.優(yōu)點及創(chuàng)新點,(1) 主從機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計：正如駱駝和羊，大的有著更強的越障能力，小的更靈巧，兩者配合，實現(xiàn)優(yōu)勢互補。遵循這一技術(shù)思路，我們將在此基礎(chǔ)上，更深入的研究多機器人協(xié)作。 (2) 主動越障機構(gòu)：主要針對現(xiàn)行的被動越障方式存在的不足而設(shè)計，主從機器人均采用三節(jié)履帶式，前后擺臂采用軸套軸機構(gòu)實現(xiàn)獨立擺動，可履帶式行走越障，亦可四足直立行走越障、攀爬樓梯等。 (3) 機器人末端工具:可以方便的拆裝，實現(xiàn)核廢料夾取、推移、搬運、切割等功能。,3.優(yōu)點及創(chuàng)新點,(2) 主動越障機構(gòu)：主要針對現(xiàn)行的被動越障方式存在的不足而設(shè)計，主從機器人均采用三節(jié)履帶式，前后擺臂采用軸套軸

6、機構(gòu)實現(xiàn)獨立擺動，可履帶式行走越障，亦可四足直立行走越障、攀爬樓梯等。,BACK,3.優(yōu)點及創(chuàng)新點,(1) 主從機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計：正如駱駝和羊，大的有著更強的越障能力，小的更靈巧，兩者配合，實現(xiàn)優(yōu)勢互補。遵循這一技術(shù)思路，我們將在此基礎(chǔ)上，更深入的研究多機器人協(xié)作。 (2) 主動越障機構(gòu)：主要針對現(xiàn)行的被動越障方式存在的不足而設(shè)計，主從機器人均采用三節(jié)履帶式，前后擺臂采用軸套軸機構(gòu)實現(xiàn)獨立擺動，可履帶式行走越障，亦可四足直立行走越障、攀爬樓梯等。 (3) 機器人末端工具:可以方便的拆裝，實現(xiàn)核廢料夾取、推移、搬運、切割等功能。,3.優(yōu)點及創(chuàng)新點,(3) 機器人末端工具:可以方便的拆裝，實現(xiàn)夾取、

7、推移、搬運、切割等功能。,BACK,3.優(yōu)點及創(chuàng)新點,(4) 抗輻加固:根據(jù)我們在中國工程物理研究院的實驗，強輻射條件下，普通芯片是不穩(wěn)定的，因此我們采用的是更加先進的電子系統(tǒng)抗輻加固與無線遠程通信、控制技術(shù)。 (5) 雙目視覺:具有更強的立體視覺與探測功能。采用紅外探測器具備全天候工作能力。 (6) 復雜環(huán)境中機器人遠程空間定位與姿態(tài)控制。目前根據(jù)伺服電機的閉環(huán)控制，輔以遠程圖像采集，實現(xiàn)了比較準確的平面定位。我們正在嘗試采用三軸陀螺儀，對機器人在復雜環(huán)境中進行空間定位。,3.優(yōu)點及創(chuàng)新點,(5) 雙目視覺:具有更強的立體視覺與探測功能。采用紅外探測器具備全天候工作能力。,BACK,3.優(yōu)點

8、及創(chuàng)新點,(4) 抗輻加固:根據(jù)我們在中國工程物理研究院的實驗，強輻射條件下，普通芯片是不穩(wěn)定的，因此我們采用的是更加先進的電子系統(tǒng)抗輻加固與無線遠程通信、控制技術(shù)。 (5) 雙目視覺:具有更強的立體視覺與探測功能。采用紅外探測器具備全天候工作能力。 (6) 復雜環(huán)境中機器人遠程空間定位與姿態(tài)控制。目前根據(jù)伺服電機的閉環(huán)控制，輔以遠程圖像采集，實現(xiàn)了比較準確的平面定位。我們正在嘗試采用三軸陀螺儀，對機器人在復雜環(huán)境中進行空間定位。,應(yīng)用前景及總結(jié),優(yōu)點及創(chuàng)新點,項目簡介,開發(fā)背景,4.應(yīng)用前景及總結(jié),(1)應(yīng)用于核廢料的搬運，核設(shè)施的拆除以及其它危險場所的探測、救援。 (2)機械手可以改裝成不

9、同工具適用于不同的作業(yè)場所。 (3)預留多種探測接口，適用于探測不同的危險物品。 (4)應(yīng)用于普通移動監(jiān)測監(jiān)控，具有較高的經(jīng)濟效益和應(yīng)用前景。 (5)可以作為移動科研平臺，應(yīng)用于教育科研領(lǐng)域。 (6)整機拓展性強。,敬請專家點評!,謝謝各位專家 !,3.優(yōu)點及創(chuàng)新點,(1) 主從機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計：正如駱駝和羊，大的有著更強的越障能力，小的更靈巧，兩者配合，實現(xiàn)優(yōu)勢互補。遵循這一技術(shù)思路，我們將在此基礎(chǔ)上，更深入的研究多機器人協(xié)作。,BACK,主從合體工作,主從分體工作,3.優(yōu)點及創(chuàng)新點,(2) 主動越障機構(gòu)：主要針對現(xiàn)行的被動越障方式存在的不足而設(shè)計，主從機器人均采用三節(jié)履帶式，前后擺臂采用軸套軸機構(gòu)實現(xiàn)獨立擺