在工业机器人领域,为了保障生产安全,目前一般会在机器人本体上安装安全帽、手套、护目镜、防护面罩、防护鞋等安全装备。然而,这些装备的使用都是以高温环境为前提条件的,一旦高温环境消失,则上述装备将全部失效,因此工业机器人的高温防护问题是一个亟待解决的问题。随着可穿戴技术的发展,未来可以根据实际工况条件开发出一种不需要穿戴的工业机器人防护服,从而减少穿戴装置对人体的损伤。
1、热防护技术
热防护技术是一种最早应用于工业生产中的防高温材料。随着人类科技的发展,热防护材料的性能也得到了极大的提升,目前已经从最初的无机物过渡到有机高分子材料。以有机材料为代表的热防护材料具有良好的透气性和耐高温性能,但由于其隔热性能差,目前已经很少用于工业机器人防护。
2、智能传感技术
工业机器人防护服需要满足长时间高温的要求,因此要求工业机器人防护服具有良好的隔热性能。目前的工业机器人防护服主要依靠碳纤维、石墨烯、硅橡胶等材料,这些材料虽然具有良好的隔热性能,但是在高温下,这些材料会迅速老化、分解,使得工业机器人防护服丧失隔热能力。因此未来需要将智能传感技术引入工业机器人防护服中,通过传感器实时监测服装内部的温度和湿度,从而判断服装是否达到了一定的高温等级。当服装内部温度和湿度达到一定的要求时,则服装会自动加热或者制冷,从而使工业机器人防护服不需要穿戴就可以满足高温作业环境。
3、环境感知技术
环境感知技术是指在机器人感知外界环境的基础上,利用视觉、红外等传感器采集信息,并将数据传输到云端或服务器中进行分析和处理。目前,很多工业机器人的环境感知技术仅停留在对机器人本体的感知层面,如采用超声波或激光传感器对外界进行扫描,并通过相关算法计算出机器人的位置和速度等信息。未来可以通过开发一种新型环境感知技术,如利用超声波传感器进行测距、利用激光传感器进行测距等,从而实现工业机器人的环境感知。
4、人机交互技术
人机交互技术主要是指在工业机器人外设控制、人机协作以及人与机器人之间的交互方面的技术。当前,工业机器人防护服主要以人体防护为主,在人机交互方面需要进一步提高其交互性和方便性。
未来可穿戴工业机器人防护服需要具备一定的交互能力,从而更好地与人机协作配合,提高人机交互效率。此外,可穿戴工业机器人防护服还需要具备一定的自我维护功能,以便能够及时更换和维修相关部件,从而减少不必要的重复劳动。
5、能量回收技术
能量回收技术是通过机械能、热能等转换为电能,并将其储存在蓄电池内。在能量回收的过程中,人体产生的热量会被蓄热材料吸收,从而减少人体与高温环境的接触时间,并将能量回收。
目前,智能防护服的研究方向主要集中在能量回收技术和智能传感技术两个方面。其中能量回收技术主要包括自供能和主动供能两种形式;而智能传感技术则是指通过传感器实时监测环境温度,从而实现对环境温度的精准控制。
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