基本信息
- 项目名称：
- 新型自动换灯器
- 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A类
- 简介：
- 目前，人们更换较高位置的灯泡，一般都需要借助梯子或是凳子，爬到高处，手工更换灯具，费事又危险。 本自动换灯器是一种利用自动化原理实现灯泡更换的装置。它由动力模块，灯泡夹持模块，灯泡拆装模块，视频监控模块，电子控制模块以及支架支座等部分组成。能够在电子系统的控制下，自如地夹持住灯泡并把灯泡旋进或旋出灯泡座，从而完成灯泡的安装和拆卸。同时，整套装置在视频监控系统的监控下以确保操作的准确性。
- 详细介绍：
- 目前，人们更换较高位置的灯泡，一般都需要借助梯子或是凳子，爬到高处，手工更换这些灯具，费事又危险。对于年老体弱或是生活不便的人来说，更换灯泡无疑是一个巨大的挑战，而对于物业公司、市政部门等需要频繁且大量进行灯泡更换的有关单位来说，手工更换更是个浪费人力浪费时间的举动。 随着社会进程的推进，机械化在生产生活中得到相当大的应用，利用自动化机械代替人工解决问题成了社会发展的趋势。 当前，为了解决更换灯泡的问题，不少发明爱好者和专业的研究机构尝试过采用机器来代替人工进行灯泡的更换。 本自动换灯器是一种利用自动化原理实现自动更换灯泡的装置。它由动力模块，夹持模块，拆装模块，监控模块，电子控制模块以及支架支座等部分组成，能够自如地夹持住灯泡并把灯泡旋进或旋出灯泡座，从而完成灯泡的安装和拆卸。 在工作时，工作人员在地面操作台上启动装置，换灯器支架在电子升降装置的作用下完成伸长、缩短等一系列动作，从而带动机械手的移动。同时，安装在机械手上的摄像头将灯泡和机械手位置的图像传送至地面操纵台的显示屏上，方便工作人员进行及时的调整。当机械手调整至合适位置时，电子控制系统驱动舵机摆动，进而带动机械臂夹紧灯泡，使得安装在机械臂上的电机与灯泡密切接触。此时驱动电机转动，将带动灯泡旋转完成灯泡的安装和拆卸。整套装置在视频监控系统的全程监控下以确保操作的准确性。 自动换灯器集自动控制、体系结构、动力输出、实时检测等众多技术与一体，是自动化、智能化技术高度发展的产物，也是一个国家自动化水平的有力体现，在日常生活中具有很大的应用前景。
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
- 本新型自动换灯器由换灯器座、支架、液压升降装置、机械手、视频监控系统组成。换灯器支架在液压升降装置的作用下完成伸长、缩短等一系列动作，从而带动机械手的移动。机械手在舵机的带动下夹紧灯泡，步进电机驱动灯泡旋转完成安装和拆卸。整套装置在视频监控下以确保操作的准确性。 本作品的创新之处在于：1、使用电机驱动支架的升降2、电机驱动机械手完成自动操作3、视频远程监控。
科学性、先进性
- 本新型自动换灯器通过电机驱动实现机架的升降，并通过单片机编程控制舵机和电机驱动机械臂完成灯泡的安装和拆卸。整个装置由视频实施远程监控，确保操作的准确性。该设计集通过电机驱动升降适应不同高度灯泡、电机驱动自动完成换灯操作、视频远端控制与一体，是革命性的技术创新。 1、最高有效高度大于6米，满足特殊高度灯泡更换。 2、8051单片机控制舵机和电机动作。 3、摇杆控制驱动电机完成机架的升降。 4、摄像头拍摄换灯细节传至地面提供适时视频监控。
获奖情况及鉴定结果
- 中北大学2011年“刘鼎杯”课外学术科技作品竞赛中荣获一等奖
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 未转让
作品可展示的形式
- 图片、现场演示、实物
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
- 在更换灯泡时，首先通过电机驱动升降装置将机械手送至合适高度，根据视频监控装置呈现的影像调整机械手。然后，启动舵机驱使机械手抓紧灯泡，同时启动减速电机旋松灯泡，并完成安装机械手和拆卸机械手的切换。最后安装机械手在相同原理的作用下完成新灯泡的安装。本装置有以下特点和优势： 1.便捷：电机驱动实现机械手的升降，电机驱动完成灯泡的自动更换。 2.安全：无需工作人员高空作业。 3.准确：由视频监控装置远端监控。 目前，市场上没有自动换灯的机器，本装置革命性的创新将具有很大的冲击力。同时本装置操作方便快捷，能大大提高工作效率。对于物业公司、市政部门具有很大的吸引力。
同类课题研究水平概述
- 当前，国内外常用于更换灯泡的器具大致如下： 1.涉及一种高处灯泡更换器，包括活动管和管状支架，在活动管的顶端安装灯帽，活动管内部设有连接杆，在管状支架内安装连接杆、旋转手柄和固定架。当人们想更换灯泡时，可以把活动管和管状支架连接在一起，然后转动旋转手柄即可旋转灯帽，最终达到转动灯泡的目的。 2.一种安装和拆卸灯的换灯器，由灯卡头、空心杆、夹杆套、控制绳等组成，这种换灯器可以根据所需安装或拆卸的灯的高度，可任意调节换灯器的长度，操作者在地面旋转换灯器即可装灯安装上或拆卸下来。 3. 一种换灯泡工具，由手柄、伸缩杆、叉杆、网袋及调节螺杆等组成，该工具可对天花板上或高处的灯泡进行更换工作。使用时只要伸长伸缩杆，旋转调节螺杆的手柄，可调节叉杆口的张合，以适合灯泡的大小。将灯泡套入网袋，逆时针旋转杆身，由于网袋是胶类线编成，旋转时具有收紧力，利用网袋裹住灯泡将灯泡旋下。 以上换灯器多采用纯机械的手动操作，工作人员在更换灯泡时，利用长杆一端的卡头固定灯泡，操作者在地面旋转换灯器完成更换灯泡。然而，由于距离较远，操作者无法准确看清安装的接触点，无法实现对正，给操作带来很多麻烦。然而，本新型自动换灯器利用摄像头、视频系统可以在地面实现对安装操作的精确控制，同时大大提高工作效率，降低危险。
