爬壁式電梯按鍵機(jī)器人
最佳展示獎(jiǎng)
資助企業(yè):
無(wú)錫南方聲學(xué)工程有限公司
資助年份: 2021
企業(yè)導(dǎo)師: 王冉
指導(dǎo)教師: 陶建峰
項(xiàng)目成員: 張川、余宥灼、尹博爾
項(xiàng)目簡(jiǎn)介
項(xiàng)目概述
在公共場(chǎng)所中,電梯普遍安裝與使用使得按鈕成為了經(jīng)常被人群接觸的公共設(shè)施,存在引發(fā)交叉感染的風(fēng)險(xiǎn);而現(xiàn)有的較優(yōu)方案需對(duì)電梯內(nèi)部電路進(jìn)行改造,需要較多資金及較長(zhǎng)安裝周期。因此需要一種兼容性強(qiáng),易安裝拆卸,能簡(jiǎn)單、快速實(shí)現(xiàn)非接觸按鍵的方案。
本項(xiàng)目設(shè)計(jì)了一款小型爬壁機(jī)器人,通過(guò)對(duì)總體框架、吸附模塊、按鍵機(jī)構(gòu)、電源系統(tǒng)等模塊的設(shè)計(jì)與優(yōu)化來(lái)達(dá)到輕量化目的,實(shí)現(xiàn)了通過(guò)語(yǔ)音或APP控制的非接觸式按鍵,有效地避免在人群密集場(chǎng)所人與人之間的接觸。
項(xiàng)目目標(biāo)
本項(xiàng)目以執(zhí)行電梯空間內(nèi)的非接觸式按鍵為目標(biāo),實(shí)現(xiàn)將語(yǔ)音或APP作為信號(hào)輸入,通過(guò)超聲波傳感器判斷機(jī)器人實(shí)時(shí)位置,到達(dá)對(duì)應(yīng)的按鍵處完成按鍵操作,執(zhí)行完畢后,機(jī)器人返回到初始位置,從電池包中獲取電能。
該機(jī)器人采用永磁體吸附,可實(shí)現(xiàn)在電梯按鍵平面穩(wěn)定移動(dòng),不發(fā)生脫落、偏離;同時(shí)做到方便安裝,無(wú)需人接觸情況下實(shí)現(xiàn)按鍵;需要噪音小、響應(yīng)迅速、運(yùn)動(dòng)精準(zhǔn);對(duì)于不同的電梯構(gòu)造可以通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)更換按鍵模塊可以方便替換。
項(xiàng)目成果
1、研發(fā)一套可獨(dú)立于電梯自身系統(tǒng)之外的非接觸式電梯按鍵機(jī)器人。機(jī)器人由總體框架、按鍵機(jī)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、吸附模塊、電源系統(tǒng)等組成。總體框架選用鋁合金板作為材料,由板材拼裝而成;按鍵機(jī)構(gòu)則通過(guò)舵機(jī)帶動(dòng)凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng),凸輪與軸心的距離差實(shí)現(xiàn)按鍵操作;運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)使用減速電機(jī)通過(guò)齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)后輪轉(zhuǎn)動(dòng);吸附模塊采用永磁體吸附,創(chuàng)新性地采用了海爾貝克陣列方式,使得爬壁穩(wěn)定性及可靠性得到了極大地提升;電源系統(tǒng)采用了“雙電池”模式,在減輕機(jī)器人主體重量的同時(shí)又能保證足夠的續(xù)航。
2、研發(fā)了一套基于單片機(jī)的機(jī)器人控制系統(tǒng),可以通過(guò)語(yǔ)音或APP作為信號(hào)輸入,超聲波傳感器實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制,控制電機(jī)讓機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到所需樓層,通過(guò)舵機(jī)實(shí)現(xiàn)按鍵操作。





