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基于超高壓水射流的破拆機(jī)器人

發(fā)布時(shí)間: 2025-03-24 14:37

成果名稱：基于超高壓水射流的破拆機(jī)器人

獲得獎(jiǎng)項(xiàng)：天津市科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)

成果簡(jiǎn)介：混凝土破碎常見的有沖擊器破碎、鋸片切割、重錘錘擊、風(fēng)鎬等機(jī)械破碎方法，會(huì)產(chǎn)生噪音、塵土，并且可能會(huì)造成附近混凝土產(chǎn)生微裂紋，造成二次坍塌。超高壓水射流破碎是一種柔性破碎技術(shù)，高效節(jié)能環(huán)保，對(duì)于減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)環(huán)境、降低和防止危險(xiǎn)事故的發(fā)生具有重要的意義，特別是在“人不能近、人不能及、人不能為”的特殊環(huán)境下開展超高壓水射流破拆起到了不可替代的作用。課題組在進(jìn)行超高壓水射流破拆機(jī)理研究和超高壓大流量柱塞水泵研制的基礎(chǔ)上，針對(duì)混凝土破拆這一特殊應(yīng)用場(chǎng)合，研究特種機(jī)器人機(jī)構(gòu)、高效末端執(zhí)行器、機(jī)器人機(jī)電一體化集成控制技術(shù)、復(fù)雜目標(biāo)物體形貌快速識(shí)別及系統(tǒng)標(biāo)定技術(shù)、機(jī)器人控制系統(tǒng)可靠性技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)。經(jīng)科技部門鑒定為國(guó)際先進(jìn)水平。

商品信息

主要技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)：

（1）在超高壓水射流沖擊動(dòng)態(tài)載荷作用下，以破拆混凝土應(yīng)力場(chǎng)分析為基礎(chǔ)，研究了超高壓水射流破拆機(jī)理，建立了破拆數(shù)學(xué)模型。

（2）研制了超高壓大流量柱塞水泵，解決了超高壓泵液力端，自動(dòng)化控制、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。

（3）建立了破拆機(jī)器人虛擬樣機(jī)，進(jìn)行了七自由度臂架機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)空間的數(shù)值解描繪和運(yùn)動(dòng)包絡(luò)分析；完成了超高壓水射流破拆臂架運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)分析及其仿真以優(yōu)化臂架結(jié)構(gòu)。

（4）研制了基于超高壓水射流的災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)破拆機(jī)器人系統(tǒng)，攻克了超高壓水射流與機(jī)器人應(yīng)用集成、遠(yuǎn)程通信控制以及復(fù)雜環(huán)境下機(jī)器人導(dǎo)航移動(dòng)等關(guān)鍵技術(shù)。

經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益：

研制的基于超高壓水射流的破拆機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了對(duì)混凝土及易燃易爆材料的破拆，破拆裝置壓力范圍控制在0~160MPa，流量范圍在0~150L/min，項(xiàng)目成果在天津市十一經(jīng)路橋修復(fù)、天津市順鑫隆建筑工程有限公司等單位的多個(gè)項(xiàng)目中得到了應(yīng)用，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。