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文檔簡介
1、1引言引言消防車是汽車工業(yè)的一個(gè)分支,由近代消防發(fā)展進(jìn)程來看,消防器具越來越趨向于巨型化,輕巧化,智能化,多用途化發(fā)展,因此機(jī)器人在消防車上的應(yīng)用越來越得到現(xiàn)代社會的認(rèn)可,并在消防領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。機(jī)器人已經(jīng)不是一個(gè)新鮮的事物,但是早在上個(gè)世紀(jì)中期自動(dòng)化產(chǎn)品興起,電子計(jì)算機(jī)技術(shù)走向?qū)嵱没?,如何定義機(jī)器人這個(gè)概念成為一個(gè)棘手的問題。1979年,國際社會以對機(jī)器人有了基本一致的定義,聯(lián)合國標(biāo)準(zhǔn)化組織采用美國機(jī)器人協(xié)會(RIA:Rob
2、otInstituteofAmerica)的建議,機(jī)器人因此有了專門的定義:“一種可編程和多功能的,用來搬運(yùn)材料、零件、工具的操作機(jī);或是為了執(zhí)行不同任務(wù)而具有可改變和可編程動(dòng)作的專門系統(tǒng)”[1]。自從機(jī)器人問世以來,由于其高度自動(dòng)化,智能化,能代替人類從事高強(qiáng)度體力勞動(dòng)、危險(xiǎn)勞動(dòng)、枯燥重復(fù)勞動(dòng)等,且機(jī)器人可以自動(dòng)測量控制以達(dá)到高于人工勞動(dòng)質(zhì)量的產(chǎn)品,因此越來越得到現(xiàn)代社會的歡迎。人們認(rèn)為:“機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展是一個(gè)國家高科技水平和工業(yè)自
3、動(dòng)化程度的重要標(biāo)志[2]。”機(jī)器人消防車是以任意地盤的消防炮為載體,加裝無線遙控執(zhí)行系統(tǒng)構(gòu)成的。它具有智能化的特點(diǎn),采用輪式行走機(jī)構(gòu),點(diǎn)火、行走、轉(zhuǎn)向、駐車。水泵以及消防炮的轉(zhuǎn)動(dòng)、俯仰、噴射滅火劑等一系列過程采用無線遙控方式。機(jī)器人消防車還具有偵查和自救功能,將災(zāi)害現(xiàn)場通過攝像機(jī)無線傳輸給指揮員[3]。1.11.1選題背景與研究優(yōu)勢選題背景與研究優(yōu)勢現(xiàn)代社會火情復(fù)雜,消防設(shè)備使用有很多的問題,面對這一問題各高校都有研究,例如武漢科技大學(xué)
4、的氣動(dòng)遙控消防車就較好的完成了滅火任務(wù)。針對現(xiàn)代國內(nèi)外火災(zāi)現(xiàn)場地形復(fù)雜,消防炮使用中的安全隱患,提出了氣動(dòng)履帶式消防車的課題。本課題基于武漢科技大學(xué)參加的第四屆全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽課題:氣動(dòng)遙控消防小車。氣動(dòng)遙控消防車是武漢科技大學(xué)參賽參加的第四屆全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽課題。該小車結(jié)合現(xiàn)代機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn),設(shè)計(jì)具有在復(fù)雜地形行走、原地轉(zhuǎn)向、可自動(dòng)瞄準(zhǔn)定位滅火,自動(dòng)防護(hù)降溫等功能的氣動(dòng)履帶式消防車。車輛行走采用履帶式,利用氣
5、動(dòng)裝置為動(dòng)力源,雙氣動(dòng)馬達(dá),溫控自動(dòng)灑水控溫,遠(yuǎn)程遙控等思想來實(shí)現(xiàn)。總體設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),本課題總體設(shè)計(jì)包括以下幾個(gè)部分:結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì),控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),各模塊硬件選型等。以上這些設(shè)計(jì)是相互關(guān)聯(lián),由于傳動(dòng)鏈的增加會加大連接誤差,增加控制難度,因此簡潔有效的傳動(dòng)鏈?zhǔn)歉哔|(zhì)量產(chǎn)品保障的前提之一。另外,部件之間的選配直接關(guān)系到傳動(dòng)配合的有效傳送能量比,配合的不準(zhǔn)確還會影響傳送機(jī)構(gòu)的精度,傳動(dòng)結(jié)構(gòu)過大增加自生體積和質(zhì)量,傳動(dòng)機(jī)
6、構(gòu)過小則會影響機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度,從而減少壽命。因此合理安排部件尺寸,如何選型也是本課題中必須注意的。2.12.1功能分析功能分析一般來講,市場需要決定產(chǎn)品功能,功能決定機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制模式,所有系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都是要建立在功能需求上的。因此在設(shè)計(jì)開始就要完成需求與功能分析,然后確定方案?,F(xiàn)代社會火災(zāi)多發(fā),消防炮是消防隊(duì)及廣大人民的主要滅火工具。由于其造價(jià)低廉,迅速有效等特點(diǎn)已較為廣泛的運(yùn)用。但是消防炮較為沉重,火災(zāi)現(xiàn)場多為易爆、粉塵、高溫、有毒
7、、高輻射等危險(xiǎn)環(huán)境,人員進(jìn)入復(fù)雜的火災(zāi)現(xiàn)場容易遭受不幸,大大限制了消防炮運(yùn)用的質(zhì)量,危害人身安全。面對這一安全隱患提出并設(shè)計(jì)了一種采用遠(yuǎn)程遙控的氣動(dòng)消防履帶車,該小車使用氣動(dòng)馬達(dá),環(huán)保無污染。小車采用水源滅火,取材容易。對于人工不便進(jìn)入的高溫、有毒、易爆的環(huán)境,小車通過遙控實(shí)現(xiàn)代替人員滅火,極大的提高了消防安全系數(shù)。2.22.2設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求氣動(dòng)消防履帶車的設(shè)計(jì)參數(shù)基于倪文彬老師給的審題表,按照要求需要實(shí)現(xiàn)小車的行走、轉(zhuǎn)彎功能,水炮炮
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