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【前沿】玻璃幕牆的清潔工-“空間蘿卜”機器人

2017-11-23 10:54

“爬牆、越障,可吸附在鐵磁、玻璃幕牆表麵上,每分鍾翻越6~10次,前進速度平均每分鍾2米,能在1小時以內清理近百平方米的麵積,可滿足局部詳細監視、作業的需求,能在艦船、鐵塔、油罐等人很難操作的立體表麵以及其他“高危區域”迅速爬行,執行區域掃描,實現探測監視任務。”
 
 日前,中國航天科工二院二部研發出了一款集聚攀爬翻越等多種武藝於一體的“空間蘿卜”多功能機器人。該機器人采用仿生設計,重5千克,長度小於1米,可實現0.5mm的末端重複定位精度。相比其他產品的平麵爬行,該機器人可實現大角度交叉麵的跨越,同時因串聯足式的樣式使得整機結構緊湊,將手足設計成一體,達到了操作便捷,智能靈活的特點。
   
航天產品具備高可靠性、高性能指標,定製化程度高,而民用產品更看重成本和體驗等。目前,市麵上的擦玻璃爬牆機器人多數僅限於清潔一扇玻璃,並且越障、跨麵能力有限。不同於其他爬牆機器人,“空間蘿卜”機器人通過設計驅控一體的模塊化關節實現結構與功能一體,利用仿生構型設計降低機器人的複雜度,提高了爬牆越障能力。在研發過程中,充分融合了航天軍民兩用技術特點,提高技術前瞻性、產品通用性。
   
該機器人是二部的一款軍民融合產品。2016年項目團隊發現目前大多數寫字樓玻璃幕牆的清潔主要是通過“蜘蛛俠”來完成,人工吊掛在大樓的外麵,風吹日曬,操作環境差,勞動強度大,作業風險高。而如果將爬行機器人技術轉化到民用立體表麵作業上,無疑可以減輕人員負擔,提高工作效率,也能讓生活辦公更舒適幹淨。該團隊當年便完成了第一代樣機研製,並將產品起名“空間蘿卜”,既表明該產品來源於空間技術,又表示其應用於空間立體表麵的清潔作業。
   
該團隊積極參加展會,與國際同行交流,在今年位於陝西的金粟山國際文化創意國際論壇上,該團隊通過生動的路演獲得好評,獲得“優秀創新團隊獎”。同時,此前在寧波舉辦的智慧博覽會上,地產、物業、電力等方麵的公司紛紛表示看好,提出了深度合作的需求,認為爬牆機器人可以降低人類的勞動強度,解決目前的很多智能化改造問題,具備廣闊市場空間。
   
“空間蘿卜”機器人目前完成了關鍵技術攻關,設計了4自由度手足一體機器人,末端配置吸附足,研製了一代工程樣機,該樣機利用末端超聲、視覺傳感器實現自主爬行、跨麵,完成了0-270度交叉麵的跨越試驗。
   
後續,該研發團隊將深化末端吸附裝置設計,提高機器人集成度,增加視覺導航等功能,重點考慮市場集成服務的進一步完善,將機器人本體、集成纜繩、主從控製器整合優化,從現場作業應用的角度完善產品。該產品可根據用戶需求搭載視覺、抓手等模塊,執行無人檢測、遠程作業等任務,爭取明年推出市場。

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