ROBOT DESTINAT STINGERII INCENDIILOR ÎN MEDII OSTILE OMULUI

Lect.univ.drd.ing. Ştefan TRACHE1

Prof.dr.ing. Ioan FLUCUŞ1

Conf.dr.ing. Dan CAVAROPOL1

Academia de Poliţie “Alexandru Ioan Cuza” Facultatea de Pompieri

Rezumat

În acest articol se prezintă un model de robot utilizat atât la stingerea incendiilor cât şi la diferite operaţii simple (de exemplu închiderea sau deschiderea unor vane). Acesta este dotat cu un minitun pentru refularea agentului de stingere şi cu un mecanism 2R. Pentru mecanism se face analiza poziţională şi cinematică. Cuvinte cheie: Robot pentru stingerea incendiilor, mecanism 2R, analiza poziţională

  1. INTRODUCERE

Cercetările privind roboţii s-au intensificat îndeosebi în ultimele decenii, în sensul îmbunătăţirii raportului „masă manipulată/masă robot”, precizie de poziţionare excepţională, comportare dinamică deosebită. Cele mai importante domenii în care sunt utilizaţi roboţii sunt:

a) Industrial

În această categorie avem:

– roboţi pentru asamblare, manipulare, sudare, vopsire, etc;

– roboţi pentru operaţii rapide de împachetare. Unele dintre cele mai importante firme producătoare sunt: Dumarex, ARIA (Elveţia), Hitachi-Seiki (Japonia);

– roboţi tip maşini unelte (de exemplu: maşini unelte de frezat produse de firmele Giddings&Lewis (USA), Mikron, s.a);

– microroboţi.

b) Medical: utilizaţi în special în chirurgie

c) Simulatoare

– simulatoare de zbor (simulatorul Airbus realizat de Thomson – CSF);

– simulatoare de autovehicule (simulator produs de Doimler-Benz)

d) Joystick-uri

e) Aplicaţii speciale

– dispozitive de poziţionare fină (cele oferite de firma Physik Instrumente, Carl Zeiss Phillips).

Un domeniu adiacent utilizării roboţilor îl reprezintă cel al prevenirii şi combaterii incendiilor. În Coreea de Sud şi în Japonia se utilizează manipulatoare şi roboţi pentru
detectarea, izolarea şi stingerea incendiilor în medii excesiv de toxice, cât şi pentru salvarea victimelor unor astfel de dezastre. Unele modele sunt dotate cu camere de luat vederi pentru localizarea focarelor, altele au în dotare dispozitive ce comandă poziţionarea elementelor pentru o intervenţie optimă.[1]

În Germania, cercetările în domeniul roboţilor sau maşinilor unelte au devenit o temă prioritară în ultimii ani, investindu-se sume imense în cercetare. Acelaşi lucru se întâmplă în Franţa, SUA, Marea Britanie.

2. Realizări în domeniu. Propunerea unui model de robot pentru stingerea incendiilor.

Pe plan mondial sunt preocupări pentru realizarea unor roboţi utilizaţi la stingerea incendiilor încă din anii ’70.

În Franţa a fost realizat, în anul 1973, un manipulator propulsat cu motor cu ardere internă, comandat în timp real de către operatori prin telecomandă cu cabluri electrice până la o distanţă de maximum 200 m, echipat cu un tun pentru refularea apei sau a spumei, având posibilitatea mişcării în plan vertical. Alimentarea cu agent de stingere se face prin linii de furtun de la o autospecială.

Tot în anul 1973 în SUA a fost prezentat „Autovehicolul pentru stingerea incendiilor”, telecomandat până la o distanţă de maximum 450 m, echipat cu un minitun pentru refularea apei, având mişcare atât în plan vertical cât şi în plan orizontal.

În Japonia, unde există şi sprijinul statului în realizarea proiectelor, în anul 1987 a fost realizat un robot pompier complet automatizat, echipat cu o cameră de luat vederi, cu elemente de inteligenţă artificială pentru dirijarea mişcărilor. Caroseria robotului este confecţionată din material rezistent la temperaturi ridicate. Dispune de rezervor propriu de apă şi spumant (5 t). Are posibilitatea de detectare a focarelor şi de orientare a jeturilor asupra lor în mod automat.[2]

În continuare, propun ca modelului de robot destinat stingerii incendiilor, dotat cu tun pentru refularea agentului de stingere (fig.1.a)[3] montat în partea superioară să i se ataşeze un mecanism de tipul 2R (fig.1.b), montat în partea din faţă.

Fig.1.a – Robot pentru stingerea incendiilor
Fig.1.b – Mecanism de tipul 2R

Dacă al doilea braţ al mecanismului (numerotarea se face de la bază către vârf) este de forma celui prezentat în figura 2 atunci obţinem mecanismul din figura 3:

Fig.2 – Braţul 2
Fig.3 – Mecanism

Prin ataşarea acestui mecanism obţinem modelul de robot propus (figura 4) ce poate fi utilizat atât la stingerea incendiilor cât şi la diferite operaţii (de exemplu închiderea sau deschiderea valvelor).

Fig 4. Modelul propus

3. Analiza poziţională şi cinematică.

În spaţiul bidimensional, mecanismul propus (figura 5) are nevoie doar de două grade de libertate pentru a atinge orice punct din spaţiul de lucru.

Fig.5 – Mecanismul propus

Cunoscând elementele geometrice ( 2 1, ) şi poziţia punctului B (x,y) la un moment dat (punct ce aparţine spaţiului de lucru) obţinem[4]:

Fig.6 – Poziţionarea braţelor

BIBLIOGRAFIE

  1. P.D.Liana , “Dezvoltarea unui sistem performant de simulare dinamică destinat structurilor robot paraleli”, Grant At. 244, Univ.Teh. din Cluj-Napoca;
  2. S. Trache, “Tipologii de mecanisme utilizate la autospecialele de pompieri”, Referat doctorat;
  3. J.Cristobal Zagal, “Robots con Orugas, Articulados, Cinematica”;
  4. Berthold K.P. Horn, “Kinematics, Statics, and Dynamics of two-dimensional manipulators”.

Citiți și:

European Defence Industrial Development Programme (EDIDP)

EDIDP is a biannual programme (2019-20) aiming at enhancing the competitiveness of the EU defence industry. EDIDP aims at supporting the efforts of the EU defence industry in the development of defence equipment and technologies through co-financing from the EU budget. EDIDP has a budget of €500 million in total for 2019 and 2020. Capabilities […]

Mai mult

BIOEVAC noua izoleta romaneasca

Izoleta românească proiectată de cercetătorii militari va fi produsă în țară In plină criză provocată de noul corona virus, cercetătorii științifici din Centrul de Cercetare Științifică pentru Apărare CBRN și Ecologie din cadrul Agenției de Cercetare pentru Tehnică și Tehnologii Militare (ACTTM) au realizat, într-un timp record, un Sistem de evacuare a personalului contaminat cu […]

Mai mult