4.4电液控制系统
消防救援机器人的电液控制系统是由操作人员手持无线发射器发出控制信号给电控系统,电控系统接收到指令后对液压元器件进行控制,实现消防救援机器人的各项功能。
(1)无线遥控及原理
消防救援机器人控制系统采用非交流电动力和先进的无线控制技术,功能强大、体积小巧的可编程序控制技术组成,主要有无线遥控、电控箱等设备。控制系统由无线控制发射器、无线控制接收器、可编程控制器PLC、测速传感器、测温传感器、油门位移传感器及执行机构等设备组成。图3控制系统框图如下:

图3
图3中虚线框为电控箱控制功能框图,无线发射器由控制人员手持。无线发射器能发出控制消防救援机器人所具备功能的全部动作信号而且控制半径不大于150m,可使操作者在消防救援机器人后150m远处遥控操作,电控箱中的可编程控制器能接收无线接收器发出的全部控制信号并根据不同的信号执行相应指令,并实时监控消防救援机器人的工况,使执行机构正确的作出相应动作。
(2)液压控制技术
消防救援机器人液压系统一般采用双泵系统。双泵液压系统实际上是两个单泵系统的组合。每台泵各自供给回路中的执行元件。泵的功率是由各自回路所需的功率而定的,这样可以保证复合动作。当系统中只需要进行动作而又要充分利用发动机功率时,可采用合流供油方式,即将两台液压泵的流量同时供给一个执行元件,这样可使执行机构的运动速度提高一倍,该种双泵液压系统在机器人中已被广泛应用。
(3)功率利用和功率分配
消防救援机器人的各执行机构能力是错综复杂的,柴油机后面还有液压泵,液压泵对柴油机功率的利用与传递,将对消防救援机器人的各项能力起决定性的作用,不能单纯由柴油机功率来决定。在执行工况时,液压系统还有发热、压力能以及功能等各种形式的能量损失,功率利用要尽量减少这些损失,并充分利用与传递发动机的有效功率。在功率利用方面,双泵变量系统要优于双泵定量系统,总功率变量系统要优于分功率变量系统。此外,采用合流也是提高功率利用的一个途径。执行机构分组的合理与否,对改善功率利用也是一个重要方面,因为执行元件的分组,将牵涉到双泵之间的功率分配,根据救援机器人在机械手工作中要求机械手爪与小臂同时动作,在小臂提升与回转过程中又要求动臂缸和回转马达同时动作的工作要求,采用两个功率相同的液压泵,分别向两个回路供油的系统。
5结束语
消防救援机器人采用履带行走系,接地面积大、接地比压小,能在恶劣环境条件下进行有效的工作,能实现原地转弯和良好的越野性能。消防救援机器人控制系统采用交流电动力和先进的无线控制技术。整机液压驱动,实现无级调速,具有过负荷保护能力,提高了消防救援器人的使用效果。
参考文献:
[1]哈尔滨工程建筑学院.工程起重机[M).北京:中国建筑
[2]张福学.机器人技术及其应用[M].北京:电子工业出版社,2000