鏈夾式大蔥移栽機的設計【說明書+CAD+SOLIDWORKS】
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附件1:外文資料翻譯譯文
一個垂直移動的機器人能夠控制手動的消防設備
1.引言
關鍵詞:消防機器人,救災機器人,救援機器人,城市搜索和救援.
有許多高層公寓和階梯軌道被用于阻止高速增長的建筑火災。然而,他們的身高遠遠高于到達的高度梯子。另一方面,也出現(xiàn)了一些研究移動機器人垂直關于墻的吸管手段。然而,它們的提升速度和可靠性可以在實際的消防操作中使用。我建議首先利用的移動機器人的一個手臂。我開發(fā)全尺寸的混合控制系統(tǒng),它由非線性試驗機器人反饋和順序的方法組成。最后,我從實驗結果中得出的結論是垂直移動機器人可用于高層公寓的消防。因此,我介紹機器人的大綱和解釋機器人的性能。
2.機器人綱要
機器人的照片如圖1尺寸為4.0米高,0.5米寬,大約0.4米深度??偣布s38.5千克。機器人由兩個夾子和三個連續(xù)的鏈環(huán)組成。三個鏈環(huán)用來連接旋轉接頭,兩個夾鉗被安裝在通過旋轉接頭在每個鏈環(huán)的末尾。
夾鉗1和2的作用是相同的,雖然他們是被反向安裝在連接鏈環(huán)上的。鏈環(huán)1和3的作用是相同的,除了安裝在電力設備上。計算機及其接口的安裝被設置在鏈路1上。發(fā)動機的驅動電路被安裝在鏈路3上。鏈路1和3對稱的安裝在鏈路2上。
該機器人工作在直流為48V的電功率上,并且電源從外部供電。該電源連接到鏈路2中。直流發(fā)動機作為驅動器。它們的額定功率是150W。
為了控制機器人,我使用了由聯(lián)合空間控制器和順序控制器組成的混合控制器。聯(lián)合空間控制器的設計是基于非線性反饋的方法。在聯(lián)合空間控制器中設置了理想的軌跡。
3.機器人運動
在本節(jié)中,我簡要地解釋一下機器人運動。機器人運動側圖如圖2,機器人的形狀大致顯示各個環(huán)節(jié)和機器人夾持器,以及圓圈代表機器人的連接處。這項運動被分為以下五個部分。
第1步。機器人釋放較低層扶手。手抓2解除垂直。
第2步。該機器人旋轉手抓2至陽臺外面。
第3步。手抓2抬起。抓取2和鏈路3通過鏈路2內部。每個鏈路和手抓2之間保持一定的空間,以避免與伸出的障礙物發(fā)生碰撞。
第4步。手抓2繼續(xù)抬起。對剛開始運動樓上間隔不明確,然后機 圖1移動機器人
器人暫時將手抓2盡可能的舉高。
第5步。手抓2放下垂直并陷入到被動的樓上扶手。
機器人上升一層樓時最終狀態(tài)和初始狀態(tài)發(fā)生變化。機器人通過這項運動一層又一層攀爬樓層。一個可以握扶手的垂直移動機器人機器人是倒置的,因此為了能爬上一各樓層時,它需要將結構1轉變?yōu)榻Y構2,結構2轉變?yōu)榻Y構3,結構3轉變?yōu)榻Y構2,結構4轉變?yōu)榻Y構1。
圖2.機器人運動略圖
4.性能
我完成在幾個樓層間隔從2.50至3.20米,其間隔為0.10米的實驗,發(fā)現(xiàn)機器人能攀爬間隔高達3.1米的樓層。攀爬所需的時間取決于在樓層的間隔。我論述爬一層樓所需要得時間,在圖2中將這個運動分為三步。
第一部分所需的時間依賴于較低層間隔。雖然第二部分依賴于兩個上下樓層間隔嚴格,我把它看作僅僅依靠第二部分。假設較好吻合實驗結果。第一部分所需的時間見表1和第二部分是列于表2。結果表明,在表中每0.20米的間隔使表變得簡單。開關控制器的時間包括在第二部分。
例如,當最底層的間隙為3.10米和上一層的間隙為2.50米時,在這種情況下采用18.8s。在這種情況下,它的爬行速度是0.149m/s。我認為,機器人攀登的下限和上限平均值樓間隔,即機器人在這種情況下爬行2.8米。
表1 第一部分所需時間
較底層間隔(m) 2.50 2.70 2.90 3.10
時間(s) 6.23 6.49 6.78 7.13
表2 第二部分所需時間
較低層間隔(m) 2.50 2.70 2.90 3.10
時間(s) 11.67 11.16 10.59 9.90
在最高速度為0.182米/秒的條件下,較低層和上一層的樓層間隔都是3.10米,兩個樓面的最小間隔是2.50米,速度是0.140米/秒,由此我計算出的機器人爬行速度的平均值。它是0.161米/秒。
5.結論
作者的結論是設計垂直移動機器人是用于高層公寓的消防戰(zhàn)斗。這樣就很清楚,這種機器人在合理時間內能攀登建筑物。此外,這種機器人可以攀爬建筑物不同的樓層間隔從2.50至3.10米。
該機器人只是一個原尺寸試驗模型并且還存在一些技術問題與耐水性,耐久性和可靠性部署機器人在消防局并利用它在實際的消防中滅火。然而,發(fā)展的基本部分地區(qū)已經完成。
1. 導言—維護公民安全的消防機器人
各種災難還在繼續(xù)侵襲21世紀,使城市結構在社會環(huán)境發(fā)生了顯著的變化。如今消防員處理里災難非常艱難,而且消防機器人比過去更為廣泛。
消防機器人替代了消防隊員而采取高效率的地面消防操作,在這種情況下由于難度爆炸,有毒氣體泄漏,熱/濃煙的危害等消防隊員發(fā)現(xiàn)它們的活動。
作為應急的全面支持,東京消防廳最新開發(fā)處高科技機器人以應付重大災難的發(fā)生。
2.概述
2.1無人駕駛車輛監(jiān)控噴嘴(彩圖5)(圖1)
這個機器人處理由于被坦克推翻的軌道,強烈的輻射熱,爆炸引起的嚴重的火災等造成的石化總廠火災,飛機墜毀火災,石油火災。
表1 消防機器人模型
模型 件 用法
無人駕駛車輛監(jiān)控噴嘴 4 消防 大型火災
主要石油大火
遠程控制消防車輛(噴射戰(zhàn)士) 1 隧道火災
消防機器人(原型) 1 耐熱
建筑火災
救援機器人(Robocue) 1 救援 有害物質/
有毒氣體災害
潛水機器人(水下搜索) 6 在水里進行搜索和營救
勘測機器人(消防搜索) 1 實況調查濃煙/有害氣體災害
該機器人配備了一個障礙去除擺脫高空墮物,有害物質等。水和泡沫分別被控制在5000和3000升/分鐘。
2.2.遙控消防車輛(噴氣戰(zhàn)斗機)(圖2)
這種機器人處理隧道火災等城市災害(如電話電纜隧道火災)和地下商場火災。
該機器人是由于高壓水和發(fā)動機推動的。
2.3.消防機器人(原型)(圖3)
這種遙控機器人戰(zhàn)斗火災消防耐火建筑物或地下商場里,這里由于火焰,濃煙或熱使消防隊員無法進入。該機器人是由一個機構,一個增壓器,一個發(fā)電機的穩(wěn)壓器和一個控制電路板組成。
該機器人的排水量在200升/分鐘。為了有效控制機器人在其頭部安裝能顯示三倍空間大小的圖像。
圖1.無人駕駛車輛監(jiān)控噴嘴(彩圖5) 圖2. 遙控消防車輛(噴氣戰(zhàn)斗機)
2.4.救援機器人(Robocue)(圖4)
這種救援和找回的受害人是高新技術操作者。它移動是依靠發(fā)動機驅動橡膠抓取。
圖3. 消防機器人(原型) 圖4. 救援機器人
圖5.潛水機器人(水下搜索) 圖6.勘測機器人(消防搜索)
2.5.潛水機器人(水下搜索)(圖5)
當消防戰(zhàn)士因為天氣條件或水深無法潛水時,這種遙控機器人在水里可以進行有效的搜索和救援受害者。使用三種螺旋推進器使其能水平和垂直運動,它可下潛的深度為110米。
在被污染的水里它的超聲波檢測儀(聲納)發(fā)現(xiàn)能發(fā)現(xiàn)障礙物。
2.6.勘測機器人(消防搜索)(圖6)
假如消防員在困難的情況下進入到一個濃煙或有毒氣體的災難現(xiàn)場,這種遙控機器人根據(jù)實況調查作出響應。
機器人進入災區(qū)對氣體密度進行測量,在濃煙中攝影,可根據(jù)相機監(jiān)控進行情況評估。
3.消防戰(zhàn)士的挑戰(zhàn)
雖然機器人使我們使用的最新技術,但是其功能從未達到令人滿意的水平。有些問題詳情如下。
3.1.耐熱性
消防機器人需要有耐熱性的系統(tǒng)作為它們的控制系統(tǒng),必須保護其免受熱損傷。
雖然水冷卻系統(tǒng)顯然是最實際的,但是在實際應用中它缺乏效率。
3.2.移動
這就要求消防機器人能上下樓梯移動。這有幾個方法采用機器人的更大的機動性,像抓取工具或特殊就業(yè)車輪。我們的機器人都配備了抓取工具。
然而,這種動力機制在速度和負載上有許多限制。因此,有必要開發(fā)更先進的駕駛系統(tǒng)。
3.3.電源
作為消防機器人的電量來源,幾種方式如內燃發(fā)動機,電池,外置供電電源都是可以的。
雖然現(xiàn)在沒有完善的方法,但是電池系統(tǒng)是一個有希望的力量來源。水壓動力是一個不可忽視電力來源
3.4.號傳輸系統(tǒng)
有兩種信號傳輸系統(tǒng)——無線電和電線。目前,有線比廣播更可靠。然而,機器人技術的發(fā)展表明無線電系統(tǒng)在今后將作為考慮的問題。
3.5.自主性
我們的最終目標是開發(fā)在處理周邊情況時他們自己可以決定采取相應行動的防機器人。
為了讓消防機器人有自主能力,我們不得不在我們的機器人中引進機械大腦。
4.結論
東京消防廳的有14類6種消防機器人模型。
我們想在實踐中提升‘消防機器人’,我們想到了開發(fā)‘高性能熱影響墊反應機器人’。
今后,我們要發(fā)展多用途的機器人,作為消防戰(zhàn)士自治區(qū)消防機器人具有同樣的機動性和判斷力。
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