基本信息
- 项目名称：
- 油烟管道清洗机器人的研制
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本设计为一种油烟管道清洗机器人应用于油烟管道的清洗和监测。油烟管道清洗机器人可分为机械系统和控制系统两大部分。机械系统主要包括行进机构、机械手臂装置和视频采集系统。控制系统设计中采用STC89C52单片机来实现对机器人的控制，涉及的关键技术有上位机和下位机之间串行通信协议的设计。上位机控制界面主要用于对下位机各模块的控制以及采集下位机的状态数据并进行显示。
- 详细介绍：
- 本设计为一种油烟管道清洗机器人应用于油烟管道的清洗和监测。油烟管道清洗机器人从结构上可分为机械系统和控制系统两大部分。机械系统主要包括行进机构、机械手臂装置和视频采集系统。行进机构采用了变位履带式移动机构。控制系统设计中采用STC89C52单片机来实现对机器人的控制，涉及的关键技术有上位机和下位机之间串行通信协议的设计。上位机控制界面主要用于对下位机各模块的控制以及采集下位机的状态数据并进行显示。上下位机模块之间串行通信协议的设计，包含电机驱动器控制、机械手臂控制和视频采集三部分间的相互通信。电机驱动为机器人提供动力，机械手臂控制高压喷水头及摄像头在空间的位置，视频采集可以监测清洗机器人的工作状态和工作环境。因此，本设计油烟管道清洗机器人可以降低劳动强度，改善工作环境，消除油烟管道带来的安全隐患。
作品图片
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
- 作品设计、发明的目的： 随着餐饮业的发展，油烟管道的数量越来越多，但由于得不到及时清理，油烟管道却带来不可忽视的安全隐患。因此，一种能够消除安全隐患的油烟管道机器人应运而生。本产品能够清洗油烟管道的污垢，消除安全隐患。 设计基本思路：本作品结合机械结构原理、电子信息技术及计算机通信原理，采用电脑上机位对机器人控制的方式，通过机器人采集的影像数据分析所需清洗的位置，由高压水枪将清洗液喷出，实现清洗油烟管道的目的。 主要创新点：该机器人结合机械、电子以及计算机技术，通过灵活的上机位控制，以满足清洗油烟管道的需要。尤其是充分利用了机械臂结构，加大了机器人能够清洗的范围。 技术关键和主要技术指标： 1、机器人行进机构的设计 2、机械手臂结构设计 3、机器人控制系统设计 4、机器人操作界面设计
科学性、先进性
- 该作品将机械、电子技术及计算机技术相结合，是一种效率较高、操作灵活、价格低廉的油烟管道清洗机器人。机器人的行进机构采用变位履带，能够适应不同的油烟管道。采用机械手臂结构，能够与行进机构相结合，清洗油烟管道的任何位置。通过机器人自带的影像数据采集机构，传回电脑上机位将影像显示出来，经过分析后，确定所需清洗区域。 目前国内虽有类似的油烟管道清洗机器人，但均未采用能够适应不同管道的变位履带，更没有机械臂可言，不仅操作复杂，清洗效率较低，而且造价较高。 该油烟管道机器人的诞生，将彻底改变油烟管道清洗困难，清洗代价高的问题。
获奖情况及鉴定结果
- 本作品于2011年5月参加山东建筑大学“挑战杯”初评比赛
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 提供产品或技术方案
作品可展示的形式
- 实物、产品，现场演示，录像
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
- 该油烟管道清洗机器人通过电脑上机位进行进行控制，上机位分为影像数据及状态显示区和控制区两大部分，通过控制区对机器人实现实时控制，并在显示区显示机器人所处环境。选定所需清洗区域后，由上机位控制高压水枪将清洗液喷出，以实现清洗油烟管道的目的。 该作品充分结合机械、电子技术以及计算机技术，使该机器人操作简单，运行灵活，清洗管道的效率较高。可广泛应用于大型饭店及学校餐厅。随着餐饮业的发展，油烟管道的数量越来越多，同时国家消防部门规定一定期限内要对油烟管道及时清洗，因此，该油烟管道机器人能带来较高的市场经济效益。
同类课题研究水平概述
- 经过数年的发展，国内外管道机器人的研究成果已经很多，然而，当前的研究方向主要集中在采用特殊控制和驱动方式的机器人，以及使用特殊通信方式的管道机器人（如光缆），微型管道机器人（如针对人体肠道和血管的诊疗等）。鲜有对油烟管道机器人的研究。 韩国成均馆大学于2005 年研制成功的MRINSPECT IV 管道机器人，使用了3 组微型驱动装置，很好的适应了弯道等特殊的管内环境，该机器人的三个驱动模块对称固定在机器人主体上，驱动模块由带编码器的直流减速电机、齿轮装置以及保护外套组成。但却只是对车体的研究，不能直接用于油烟管道的清洗。 新加坡Air-Care 公司研制的多功能履带机器人，针对通油烟道可完成检测和清扫任务，该机器人动力部分采用履带式驱动结构，提高了机器人在布满障碍物的通油烟道中的越障能力。虽然机械结构有所提高，但该机器人缺点是控制方式单一，不能通过PC 机实现智能控制功能。视频监控部分采用模拟设备，传输数据量大，保存时间短，不能实现数字化网络控制。， 国外的管道清洗机器人已初具产业化，如美国、加拿大、英国、日本、韩国等诸多发达国家均有管道清洗机器人系列产品。而对于油烟管道的清洗目前国内外还处于起步阶段，虽然已有部分厂家已经研制出来部分产品（如亚伯兰机电设备有限公司开发的油烟管道清洗机器人），但产品还都处在推广试用阶段，但是控制较为复杂，成本较高，更没有机械手臂起到辅助作用，有很大改进提升空间。 该油烟管道清洗机器人，融合国内外管道机器人的优点，攻克油烟管道清洗机器人的技术难题，因此拥有将强的竞争力。
