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關(guān)鍵詞:激光測距與定位、有軌巷道堆垛機、PLC、變頻調(diào)速
隨著物流領(lǐng)域的自動化程度越來越高,各種信息技術(shù)如光電技術(shù)、計算機技術(shù)、控制技術(shù)等得到廣泛的應(yīng)用,其中激光檢測技術(shù)憑借其在測距、定位等方面的優(yōu)勢,在激光堆垛機和自動導向機等設(shè)備中起到了關(guān)鍵作用,并積極推動了物流系統(tǒng)整體性能的提升。尤其是在有軌巷道堆垛機自動控制系統(tǒng)中,激光測距與定位、P-C控制、分布式現(xiàn)場總線、矢量變頻調(diào)速等技術(shù)的應(yīng)用,使有軌巷道堆垛機控制系統(tǒng)超越了原有的設(shè)計思路,實現(xiàn)堆垛機的絕對認址,不僅有效解決了計數(shù)與定位的精度與可靠性問題,而且方便地實現(xiàn)平滑調(diào)速,優(yōu)化調(diào)速曲線、優(yōu)化起動與制動性能。從而提升了堆垛機的整機性能,確保整機性能可靠、平穩(wěn)、高效。目前,該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于機械、食品、煙草、電子、汽車、配送中心、藥品、電器和倉儲等領(lǐng)域。
系統(tǒng)構(gòu)成與硬件配置
自動化立體倉庫(AS/RS)是土建、機械、電氣、通訊、信息等多專業(yè)的綜合工程,主要由土建設(shè)備、機械設(shè)備、電氣設(shè)備和計算機系統(tǒng)設(shè)備等四類設(shè)備組成。其中,機械設(shè)備包括立體貨架、搬運機械、輸送設(shè)備、分配小車。出入庫臺、貨箱及托盤等設(shè)備;電氣設(shè)備包括電控裝置、驅(qū)動裝置、變頻裝置、操作面板、PLC控制模塊、檢測裝置、通訊設(shè)備、監(jiān)控調(diào)度設(shè)備、計算機管理設(shè)備,以及屏幕顯示圖像監(jiān)視等設(shè)備;計算機系統(tǒng)主要包括監(jiān)控系統(tǒng)、管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、通訊系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)控制等組成部分。
1 AS/RS系統(tǒng)構(gòu)成
AS/RS自動化立體倉庫由立體庫貨架、堆垛機、貨箱、地軌、出入庫臺、輸送機、激光測距、通訊設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備等組成,如圖1所示。其主要工作流程如下:
入庫作業(yè)流程:接收入庫作業(yè)命令-出入庫臺-取貨箱-堆垛機-立體庫貨架-存貨箱-返回出入庫臺-入庫作業(yè)完成待機;
出庫作業(yè)流程:接收出庫作業(yè)命令-去目的地址-立體庫貨架-取貨箱-堆垛機-出入庫臺-存貨箱-輸送機-出入庫臺-完成出庫到入庫臺待機。
圖1所示為一個巷道的自動化立體倉庫,通常情況下,立體庫由多個巷道組成。巷道有軌堆垛機是自動化立體倉庫的核心裝備及主要搬運設(shè)備,其主要用途是在高層立體貨架的巷道內(nèi)來回穿梭運行,將位于巷道口的貨物自動存取,并放入指定的貨位即入庫作業(yè),或者取出貨位內(nèi)的貨物運送到巷道口即出庫作業(yè),或者將貨物從一個貨位移位放入到另一個貨位中即盤庫移貨作業(yè),廣泛應(yīng)用于供應(yīng)鏈物流、精確倉儲、快速配送中。
堆垛機總體結(jié)構(gòu)及主要電氣元件布置如圖2所示。
2 堆垛機電控系統(tǒng)總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
整個自動化立體倉庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊采用Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)進行,將PLC可編程控制器、激光測距器、水平運行變頻器、升降運行變頻器、貨叉運行變頻器、控制面板觸摸屏、上位監(jiān)控機等連接到Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)中,組成一個Profibus-DP網(wǎng)絡(luò),并為連接在DP網(wǎng)絡(luò)上的每個部件都分配不同的DP總線地址,通過訪問不同的DP總線地址實現(xiàn)對其相應(yīng)部件的數(shù)據(jù)通訊;實現(xiàn)PLC可編程控制器與激光測距器、觸摸屏及各驅(qū)動變頻器之間的數(shù)據(jù)通訊;并通過紅外通訊通道,實現(xiàn)PLC可編程控制器與上位監(jiān)控機之間的數(shù)據(jù)通訊。
激光測距與定位技術(shù)的應(yīng)用與控制方案
隨著堆垛機在巷道內(nèi)來回穿梭運行,裝設(shè)在堆垛機上的激光測距器與固定反射板問的距離也隨之不斷改變。從而實現(xiàn)了高速運行過程中的動態(tài)測距。通過PLC控制器讀取激光測距器的數(shù)據(jù),并對數(shù)據(jù)進行處理,實現(xiàn)堆垛機的定位測距與調(diào)速自動控制。
1 激光測距與定位的實現(xiàn)
(1)貨位基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的初始化與自學習
在PLC上電初始化自檢測時,通過激光測距器將出入庫臺和每一個貨格的絕對地址數(shù)據(jù)讀出,并自動保存到PLC內(nèi)部的貨位地址數(shù)據(jù)表DB0中,進行貨位地址數(shù)據(jù)表的修改設(shè)置與保存固化,形成貨位地址數(shù)據(jù)表DB0供堆垛機運行定位使用,完成原始數(shù)據(jù)的初始化和固化校準。
(2)堆垛機的作業(yè)數(shù)據(jù)處理
當堆垛機接收到上位監(jiān)控機或操作面板觸摸屏下達的作業(yè)指令時,PLC可編程控制器接受作業(yè)指令,并根據(jù)作業(yè)指令裝入目標指針,修改目標指針并指向貨位地址數(shù)據(jù)表DB0相應(yīng)的位置,將目標指針對應(yīng)的數(shù)據(jù)讀出作為當前作業(yè)目的地址LN;同時,通過激光測距器讀取堆垛機當前地址IDO,并存儲在PLC內(nèi)供程序計算用。
(3)激光測距與定位的實現(xiàn)
通過PLC程序?qū)σ陨蠑?shù)據(jù)的處理,實現(xiàn)堆垛機的認址與定位。由于激光測距實現(xiàn)了絕對認址,實現(xiàn)了貨位設(shè)定的數(shù)字化。從而方便了貨位數(shù)據(jù)、出入庫臺位置、運行速度值等的設(shè)置,易于實現(xiàn)數(shù)據(jù)比較、計數(shù)、自動換速及精準定位等功能。
2 堆垛機平滑調(diào)速的實現(xiàn)
關(guān)鍵詞:FTTH;系統(tǒng)架構(gòu)技術(shù);接入技術(shù)和可選擇方案
中圖分類號:TU855 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2017)02-0049-01
1 FTTH接入技術(shù)和可選擇方案
1.1 點到點同步數(shù)字系統(tǒng)/多業(yè)務(wù)傳送平臺系統(tǒng)
點到點同步數(shù)字的技術(shù)優(yōu)勢主要在于:網(wǎng)絡(luò)性能和業(yè)務(wù)可靠性更加優(yōu)化。對以太網(wǎng)的支持是SDH的最新發(fā)展趨勢,業(yè)務(wù)傳送平臺是SDH發(fā)展的最終歸宿。從物理原理上說,把不同的業(yè)務(wù)映射到不同的SDH時隙,可以把SDH設(shè)備與多層分組設(shè)備集成為若干的實體,再于網(wǎng)絡(luò)的邊緣定位業(yè)務(wù)層和傳送層,就構(gòu)成了一個集中的SDH多業(yè)務(wù)節(jié)點。從而進行統(tǒng)一控制和管理。
1.2 點對點(PZP或MC)
電信號轉(zhuǎn)換為光信號靠的是MC+,且作為點到點技術(shù)的過渡技術(shù),實踐表明,MC+傳統(tǒng)以太網(wǎng)交換機可以實現(xiàn)遠距離傳輸。另外, MC的應(yīng)用成本比較低,其中的主要原因是MC對數(shù)據(jù)包并不進行加工處理。這項技術(shù)的優(yōu)點是可以減少升級成本, 無需更換光纖傳輸?shù)木W(wǎng)卡,只要加上MC就可以實現(xiàn)運行目的。
1.3 有源以太網(wǎng)系統(tǒng)中的點到點
嚴謹?shù)卣f,接入網(wǎng)其實并不包括傳統(tǒng)的以太網(wǎng)。一直以來,以太網(wǎng)技術(shù),是企事業(yè)用戶最常用的接入網(wǎng)方法,它偏重于辦公室公用設(shè)施的接口應(yīng)用。根據(jù)專業(yè)人士的調(diào)查發(fā)現(xiàn),以及我們的經(jīng)驗來看,以及以太網(wǎng)的兼容性特別好,它的可靠性高, 安裝簡便,擴展性強,維護簡單,性價比很高。
1.4 無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
從目前的發(fā)展狀況看,F(xiàn)TTH的實現(xiàn)技術(shù)最重要的是無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù),其中,EPON技術(shù)是重中之重。OLT、ONU/ONT及其ODN是PON系統(tǒng)中三個重要的組成部分。這里所說的"無源”,其實是就光纖等光器件和ODN的分路器都沒有源光而言的,原理是OLT射出的下行光信號傳到各ONU/ONT完全是通過光纖的無源光分路器分路的。
2 FTTH建設(shè)原則、關(guān)鍵環(huán)節(jié)和入戶光纜施工統(tǒng)籌
(1)光分配網(wǎng)ODN的建設(shè)要兼顧好現(xiàn)實與長遠的需求:例如,近期和遠期用戶的需求問題,在實際應(yīng)用中,要根據(jù)不同建筑類型,采取不同的施工方案,從節(jié)約成本考慮,可把光分路器和OLT的PON口分為多次配置完成,但是,光纜容量須終期需求準備,爭取一次性配置到位。(2)FTTH建設(shè)中關(guān)鍵點有五個:一是施工標準和產(chǎn)品標準掌控環(huán)節(jié);二是基礎(chǔ)設(shè)施不完善的老住宅區(qū)的光纜人戶環(huán)節(jié);三是住戶家中布線以及終端的選擇環(huán)節(jié):四是綜合資源匹配環(huán)節(jié)。五是ODN網(wǎng)絡(luò)故障的定位環(huán)節(jié)。(3)一般FTTH光纜的入戶段,施工單位都會采用蝶形引入。室內(nèi)環(huán)境一般采用明管、暗管、垂直豎井或線槽等方式,;而室外環(huán)境,考慮到日后紫外線的長時期照射,要增加光纜的強度,采用黑色護套的自承式蝶形引入光纜為宜。(4)蝶形引入的光纜,最大好處是質(zhì)量比較輕,施工起來比較方便,但與其它材質(zhì)相比,光纜光纖的直徑更小、韌性也差很多,對作業(yè)者使用的工具和本身的施工技術(shù)要求要高很多,增加了難度。從降低施工成本和質(zhì)量考慮, 要根據(jù)狀況,合理的組織、安排施工作業(yè),以滿足工程要求,以確保FTTH人戶敷設(shè)安全,提高施工效率。(5)施工小組必備工具如下:螺絲起子、尖嘴鉗、美工刀、電工刀、穿管器、開孔器、手持光源等工具。這些工具可縮短作業(yè)時間,為確保施工質(zhì)量創(chuàng)造條件;從安全角度考慮,還必須佩帶梯子、活動鏈接器、保安帶。
3 光纜敷設(shè)的六個基礎(chǔ)要求
(1)為綜合判斷施工是否經(jīng)濟安全以及是否便于將來的維護和用戶是否滿意,在敷設(shè)入戶前,作業(yè)人員從熟悉作業(yè)環(huán)境角度考慮,提前到現(xiàn)場分析住宅建筑物的類型、外部環(huán)境以及線纜已經(jīng)敷設(shè)的路由的狀況,以此綜合判斷工具的選配和引入光纜所用的明管暗管的選擇。(2)為保護入戶段光纜,對沒有辦法安裝波紋管的區(qū)段,必須用纏繞管保護。需要注意的是,由于光纜的引入怕長時間浸泡在水中,所以不能直接鋪設(shè)在地下管道上。(3)蝶形引入光纜的敷設(shè)要大于25mm;固定后要大于等于13mm;一般情況下,其牽引力要加在加強的輔助構(gòu)件上,不能超過其張力的75%;為防止其他東西纏繞光纜,光纜盤和放纜托架必須發(fā)揮其應(yīng)有的功能; 為光纖不被無意損壞,施工者要特別注意光纖的伸拉韌性及其強度、特別是可彎曲半徑情況;(4)光纜敷設(shè)要密切關(guān)注每一個作業(yè)時段,必要時要檢測光纜,以確保光纖沒有損壞;(5)入戶作業(yè)時,有兩個問題要注意:一是要盡可能多預留一點插頭連接的尺寸;二是光纖對接對環(huán)境要求嚴格,作業(yè)周圍盡可能干凈一些,保持作業(yè)空間整潔無污染。(6)在入戶光纜敷設(shè)完畢后測試,修補不滿足要求的線路,修補失敗的要返工; 為便于后期維護參考,施工情況需與用戶簽字確認,并在記錄單上記錄詳細信息。
[關(guān)鍵詞] 膀胱癌;BPH;經(jīng)尿道電切;安全性
[中圖分類號] R737.14 [文獻標識碼] B [文章編號] 1673-9701(2013)24-0144-02
近年來膀胱癌的發(fā)病率逐年上升,約8%的患者常合并前列腺增生[1]。前列腺增生患者由于尿路不暢、尿潴留等,延長了尿中的化學致癌物與膀胱壁接觸的時間,進一步增加了膀胱癌的發(fā)生率[2]。目前膀胱癌合并前列腺增生多采取經(jīng)尿道前列腺電切術(shù),療效確切。2009年1月~2013年1月,本研究應(yīng)用經(jīng)尿道電切(TUR)手術(shù)治療合并BPH的非肌層浸潤性膀胱癌患者32例,現(xiàn)報道如下。
1資料與方法
1.1一般資料
研究對象為選自2009年1月~2013年1月期間來我院就診的32例合并BPH的非肌層浸潤性膀胱癌患者,均經(jīng)病理證實為非肌層浸潤性膀胱癌,年齡最大80 歲,最小60歲,平均年齡(66.1±8.2)歲,其中19例同期行經(jīng)尿道膀胱腫瘤加前列腺電切術(shù)(研究組);其余13例單純行經(jīng)尿道膀胱腫瘤電切術(shù)(對照組),兩組患者的年齡、臨床表現(xiàn)、合并內(nèi)科疾病等一般資料差異無統(tǒng)計學意義(P > 0.05),具有可比性。
1.2 手術(shù)方法
1.2.1 研究組 對于較小的腫瘤,用Cuttinglop直接從腫瘤基底部切割,如腫瘤較大或基底部較寬,則從腫瘤的一側(cè)做蠶食樣逐刀逐層地切至基底部,切除深度達深肌層,最后用汽化電極對創(chuàng)面電凝止血,并對基底部周圍2 cm的膀胱黏膜進行汽化,沖洗出腫瘤組織,然后再行經(jīng)尿道前列腺電切術(shù)(TURP)。先切0(12)點,從頸部起切至精阜前,然后再切0-6點、12-6點,達前列腺包膜,切平底面,切除尖部組織,沖吸出前列腺碎片,最后用汽化電極對創(chuàng)面電凝止血。
1.2.2 對照組 膀胱腫瘤電切方法同上。
1.3觀察指標
①比較兩組手術(shù)時間及術(shù)后復況;②比較兩組術(shù)前術(shù)后IPSS評分、Qmax。
1.4統(tǒng)計學分析
采用統(tǒng)計分析軟件SPSS12.0對試驗所得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學分析,應(yīng)用均數(shù)±標準差(x±s)表示計量資料,組間比較應(yīng)用t檢驗,應(yīng)用χ2檢驗對計數(shù)資料進行分析,P < 0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2結(jié)果
2.1兩組手術(shù)時間及術(shù)后復況比較
研究組的手術(shù)時間明顯長于對照組,但術(shù)后隨訪顯示,術(shù)后研究組復發(fā)率明顯低于對照組,且術(shù)后出現(xiàn)復發(fā)時間明顯長于對照組,差異有統(tǒng)計學意義(P < 0.05)。見表1。
2.2兩組術(shù)前術(shù)后IPSS評分、Qmax比較
研究組與對照組術(shù)前IPSS評分、Qmax比較,差異不顯著(P > 0.05)。術(shù)后研究組的IPSS評分較術(shù)前明顯下降,Qmax 較術(shù)前明顯提高(P < 0.05)。但對照組術(shù)前術(shù)后IPSS評分、Qmax均未見明顯差異,且術(shù)后研究組IPSS評分、Qmax較對照組改善較明顯(P < 0.05)。見表2。
3討論
BPH患者合并膀胱腫瘤較常見,其原因與BPH導致下尿路梗阻,患者排尿不暢,膀胱殘余尿增加,甚至尿潴留,尿液不能及時排除干凈,停留在膀胱內(nèi)時間過長密切相關(guān)[3]。TURBT對單發(fā)有蒂、基底局限、腫瘤較小的淺表性腫瘤應(yīng)作為首選,對有蒂且基底浸潤不深的較大的腫瘤及腫瘤多發(fā)且較小、分布區(qū)域廣泛的淺表性移行細胞腫瘤可作為次選[5]。本研究結(jié)果顯示,研究組的手術(shù)時間雖然較長,但術(shù)后復發(fā)率5.26%,明顯低于對照組,且術(shù)后出現(xiàn)復發(fā)病例時間較長,術(shù)后研究組的IPSS評分較術(shù)前明顯下降,Qmax 較術(shù)前明顯提高,而對照組術(shù)前術(shù)后IPSS評分、Qmax均未見明顯差異,與肖維荃[6]報道的觀點是相符的,進一步證明TURBT具有創(chuàng)傷小、術(shù)后恢復快、不會造成腫瘤腹壁種植、反復手術(shù)也不增加手術(shù)難度、療效確切等優(yōu)點。且也有研究報道,該手術(shù)具有打擊小、可重復的優(yōu)點,但同時技術(shù)要求高,特別是術(shù)中電切深度不易掌握,易造成膀胱穿孔,甚至損傷盆腔大血管或腸管[7]。
綜上,經(jīng)尿道膀胱腫瘤加前列腺電切術(shù)治療膀胱癌并前列腺增生療效滿意,能明顯改善患者的癥狀,術(shù)后恢復快,并發(fā)癥少,可以保留良好的膀胱功能,值得推廣和應(yīng)用。
[參考文獻]
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【關(guān)鍵詞】綠色照明;自然光;導光筒
光導照明系統(tǒng)可以完全取代天窗、采光罩、采光帶等傳統(tǒng)的采光方式及解決以前無法做到的建筑采光要求,廣泛用于地下停車庫,城市下沉隧道,別墅會所及工業(yè)廠房,體育場館,展覽中心等大跨度的白天需要照明的場所。
光導照明就是一種通過采光器將光集中起來,通過光導管的反射,最終由漫射器將光均勻的導入室內(nèi)的照明方式。這是一種最節(jié)能,最健康的照明方式。無污染,不釋放有害物質(zhì),能夠讓人們回歸大自然,在大自然下的工作和娛樂,更多的享受陽光,利用陽光。
光導照明系統(tǒng)又被稱為管道式照明,日光照明,無電照明,自然光照明等等。那么,他都可以用到什么場所呢,以下是詳細的說明。
首先,只要是白天需要照明的場所都可以利用光導照明系統(tǒng),以下的運用中是比較成熟的項目。
1 地下車庫的運用:
我們都知道,地下的建筑都需要照明,一般用電的照明方式不僅浪費了可以利用的能源,同事有消耗了大量來之不易的電量。那么通過光導照明的方式,就可以完全解決這個問題。在安裝了光導照明系統(tǒng)以后,白天8-10小時的照明是完全沒有問題的,不管是陰雨天還是霧天,采光效果都非常的好。如果光電系統(tǒng)合為一體的情況下,就更為美妙了。當?shù)叵萝噹斓牡孛鏋榫G化帶是,當晚上啟用電力照明時,整個綠化帶都會亮起來,同時,光導照明系統(tǒng)有起到了美化的作用。
2 廠房的運用:
廠房結(jié)構(gòu)一般分為彩鋼建筑和混凝土結(jié)構(gòu)。這個都不影響光導照明系統(tǒng)的安裝。我們都知道看,像大一些的廠房,車間,在白天只通過四周的窗戶采光是遠遠不夠的。所以利用光導照明系統(tǒng)就完全解決了這個問題。相對于天窗和采光罩、采光帶而言,它具有打孔面積小,保溫性能好,導光充分,無需清潔,無需后期維護,使用壽命超長的優(yōu)點。所以,采用光導照明系統(tǒng),不僅解決了照明問題。更重要的是,它為企業(yè)節(jié)約了大量的能源,在日光下工作的員工也會提高5%-10%的工作效率。另外,站在經(jīng)濟的角度考慮,一般2~3年就能收回成本,也就是說,白天照明的電費在2~3年后就可以完全節(jié)省掉。節(jié)能,健康,經(jīng)濟是最大的優(yōu)點。
3 體育場館的運用:
燈光,頻閃,刺眼,光照不均,這些都會使各項體育運動受到不同的影響。那么自然光的導入就解決了這個問題,光線均勻,無頻閃,無偏色。真正做到在陽光下的做運動。同時,節(jié)約了大量能源。像高層建筑的頂層,地面無建筑物的地下空間,別墅,景觀照明等各種白天需要照明的場合都可以采用光導照明系統(tǒng)。
從黎明到黃昏,甚至是雨天或陰天,光導照明系統(tǒng)導入室內(nèi)的光線仍然十分充足,可以提供八小時以上的白天室內(nèi)照明,從而可以減少白天室內(nèi)電耗,有效緩解電力照明用電的緊張局面;另外,自然光光導照明出射光為全色光,光線柔和,照度分布均勻,顯色性好且屬于低頻率的頻閃光,光譜連續(xù)分布在人眼可見范圍內(nèi),所以不僅視覺效果好,而且長時間觀察不易疲勞;大量的實驗證明:自然光照明條件下的視覺對比靈敏度高于電力照明的5%--20%以上。
經(jīng)過大量的實驗檢測和數(shù)據(jù)分析,光導照明系統(tǒng)應(yīng)用于建筑采光中可以取得良好的視覺照明效果和經(jīng)濟效益。應(yīng)用此照明技術(shù)可以有效地減少白天的照明電耗,充分利用太陽光能;引進光導照明技術(shù),使其在照明節(jié)電中發(fā)揮作用,對建筑采光有積極意義,是一種綠色健康、節(jié)能環(huán)保的照明產(chǎn)品。光導照明技術(shù)是太陽光能利用的一種方式,屬于綠色照明技術(shù),該技術(shù)為光能的高效傳輸提供了可能的途徑。光導照明技術(shù)作為一項可持續(xù)能源技術(shù),是一種很有效的綠色照明技術(shù)。隨著人們生活水平的提高和節(jié)約建筑能耗的緊迫性,光導照明技術(shù)必將在建筑采光中得到廣泛應(yīng)用。
參考文獻:
[1]GB 50033-2001《建筑采光設(shè)計標準》中國建筑科學研究院主編
[2]GB 50034-2004《建筑照明設(shè)計標準》建設(shè)部主編
關(guān)鍵詞:機器人;定位;激光;導航
中圖分類號:TP24 文獻標識碼:A
機器人的廣泛應(yīng)用解放了生產(chǎn)力,同時又促進了人類對機器人的研發(fā)重視。機器人從普通的單一功能逐步發(fā)展到具備模仿人類“大腦”的功能。導航系統(tǒng)則是機器人“大腦”的一項重要功能,近年來,激光導航機器人研究成為炙手可熱的重要課題。
一、激光導航機器人綜述
(一)激光導航機器人
自主導航技術(shù)是機器人的核心技術(shù)之一,也是機器人研究和攻克的重點。激光導航機器人通常內(nèi)嵌激光雷達和高分辨率激光掃描儀,探測其周圍環(huán)境并進行定位,并通過AICU系統(tǒng)生成3D地圖,從而進行路徑規(guī)劃。激光導航機器人可配備高清攝像機和紅外熱像儀等檢測裝置,在該導航系統(tǒng)支持下實行全自主自動巡檢、紅外診斷和外觀檢測,能夠及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備熱缺陷和外觀問題,將數(shù)據(jù)實時自動檢測、傳輸、分析和告警,大大提高巡檢自動化水平和檢測的準確性。
(二)激光導航機器人構(gòu)成及工作過程
激光導航機器人的硬件部分由微計算機、激光雷達和激光掃描系統(tǒng)、導航系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)、信號采集系統(tǒng)、機器人本體組成。激光導航機器人導航系統(tǒng)工作時,激光雷達和激光掃描系統(tǒng)每隔數(shù)10ms旋轉(zhuǎn)一周,發(fā)出經(jīng)過調(diào)制的激光束,收到經(jīng)調(diào)制的反射板的反射光后,經(jīng)過調(diào)解解碼,得到有效的信號,計算機可以及時讀入當時收到的反射信號時激光器的旋轉(zhuǎn)速度及傾斜角,從而描出周邊“地圖”實現(xiàn)導航。激光導航機器人構(gòu)成如圖1所示。
二、激光定位導航工作原理
(一)激光定位原理
激光定位是利用旋轉(zhuǎn)激光傳感器檢測路標,經(jīng)三角幾何計算確定位置和方向,并依此進行定位的方式,即通過測量已知路標與機器人之間的距離來實現(xiàn)機器人定位。通常,需要在目標環(huán)境中固定位置設(shè)定若干路標,建立坐標系,以激光傳感器轉(zhuǎn)動中心建立傳感器坐標,記錄傳感器每掃描一周所形成的夾角,從而經(jīng)計算出目標所處坐標的具置。機器人激光定位系統(tǒng)原理如圖2所示。
(二)導航控制原理
一般而言,機器人移動路徑大多數(shù)為直線,對于行走路徑中長距離轉(zhuǎn)彎則可簡化為直線路徑代替,因此機器人導航控制就可歸結(jié)為對機器人相對于當前運行路徑的位置偏差和航向偏差的控制。在實際應(yīng)用過程中,正是利用激光定位傳感器解碼并實時輸出的高精度位置坐標數(shù)據(jù),對當前位置及目標環(huán)境位置進行精準定位,通過微計算機向機器人控制系統(tǒng)下達指令信號,從而控制機器人左右兩輪速度與方向,使其始著預先設(shè)定的路徑運行。
三、基于激光導航電力巡檢機器人系統(tǒng)設(shè)計
(一)硬件系統(tǒng)設(shè)計方案
激光導航電力巡檢機器人主要由微計算機、智能控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)、傳感與導航系統(tǒng)、人機交互系統(tǒng)等組成。驅(qū)動系統(tǒng)主要為滿足驅(qū)動機器人本體之需要;無線通信系統(tǒng)主要用于下達控制命令;傳感與導航系統(tǒng)主要機器人內(nèi)外環(huán)境感知與運動操控;人機交互系統(tǒng)則是方便人類監(jiān)控和介入機器人的相應(yīng)狀態(tài)和運行之需。5激光導航機器人硬件設(shè)計方案如圖3所示。
(二)軟件系統(tǒng)設(shè)計方案
根據(jù)機器人硬件總體設(shè)計方案和激光導航機器人功能可知,系統(tǒng)軟件要實現(xiàn)對顯示屏、機器人本體驅(qū)動器、無線通信接收系統(tǒng)、光電傳感器等硬件系統(tǒng)的控制(包括初始化、控制信號的輸出和返回信號的獲取等),還包括信息顯示、傳感器信號的處理和模糊控制算法等。系統(tǒng)軟件設(shè)計采用模塊化設(shè)計方法,整個系統(tǒng)主要由系統(tǒng)主程序和各功能子程序組成。主程序主要完成系統(tǒng)初始化、界面的顯示(包括歡迎界面、模式選擇界面和模式信息界面等)、各模式之間的切換、遙控信號的接受等功能。各功能子程序主要包括遙控驅(qū)動、讀取遙控信號、激光傳感位置獲取、激光導航位置信息顯示、模糊控制算法和自動驅(qū)動等子程序。激光導航機器人軟件系統(tǒng)設(shè)計方案如圖4所示。
四、激光導航機器人在電力巡檢中的應(yīng)用展望
激光導航機器人是集光電、機械和計算機與一體的高科技產(chǎn)物,近年來,由于激光導航機器人在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學、航天和人類生活的各個方面顯示了越來越廣泛的應(yīng)用前景。在電力工業(yè)領(lǐng)域,由于激光導航機器人安全、自動、省時、精準、高效的優(yōu)勢,已成為電力系統(tǒng)巡檢和診斷故障的必不可少的工具。有統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,在電力系統(tǒng)巡檢領(lǐng)域,機器巡檢時間量占巡檢時間總和的60%。隨著科技的不斷進步,激光機器人的已逐步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),激光機器人在不久的將來或完全代替人工進行電力系統(tǒng)巡檢和故障診斷。
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