四連桿履帶式搜救機(jī)器人設(shè)計(jì)

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1、河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文需要圖紙請(qǐng)聯(lián)系QQ174320523圖紙另付費(fèi)1緒論1.1選題背景和意義近年來，多發(fā)的自然災(zāi)害（如地震、火災(zāi)、洪水）、人為的恐怖活動(dòng)、武力沖突及各種生化病毒、有毒物質(zhì)、輻射等恐怖不斷威脅著人類的安全，使得人們普遍關(guān)注對(duì)各種災(zāi)害的應(yīng)急能力、災(zāi)后的快速響應(yīng)處理能力。在突發(fā)恐怖事件、自然災(zāi)害及意外傷害發(fā)生后，巨大的災(zāi)害往往造成大范圍的建筑物坍塌和人員傷亡，現(xiàn)場(chǎng)搜索與救援成為人不最為緊急的工作。然而現(xiàn)場(chǎng)多為坍塌環(huán)境，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不穩(wěn)定，有些狹小空間救援人員和搜救犬根本無法進(jìn)入，從而

2、使搜救范圍限制在倒塌建筑物表面范圍。救援人員進(jìn)入建筑物也將有巨大的風(fēng)險(xiǎn)，其體重和移動(dòng)可能會(huì)引起建筑物進(jìn)一步倒塌，造成對(duì)救援人員和幸存者的再次傷害。因此，救援隊(duì)員必須在結(jié)構(gòu)工程師進(jìn)行評(píng)估，并對(duì)不穩(wěn)定的倒塌結(jié)構(gòu)進(jìn)行支撐加固后才能進(jìn)入，這個(gè)過程延誤了搜救受災(zāi)者的時(shí)間。同時(shí)，由于搜尋空間條件惡劣，易導(dǎo)致救援隊(duì)員勞累，從而易對(duì)周圍建筑結(jié)構(gòu)作出錯(cuò)誤判斷，錯(cuò)過沒有知覺受災(zāi)者的概率上升，而且救援人員也存在重大的健康風(fēng)險(xiǎn)和安全風(fēng)險(xiǎn)，影響救援工作的快速展開。將機(jī)器人技術(shù)、營救行動(dòng)技術(shù)、災(zāi)害學(xué)等多學(xué)科知識(shí)有機(jī)融合，研制與開發(fā)用于

3、搜救與營救的救援機(jī)器人，將有效地提高救援的效率和減少救援人員的傷亡。46河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文搜救機(jī)器人是指用在災(zāi)后非結(jié)構(gòu)環(huán)境下執(zhí)行搜索與救援任務(wù)的特種機(jī)器人。機(jī)器人在搜索與救援過程中明顯具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)。（1）在發(fā)生倒塌后，機(jī)器人可以立即展開對(duì)幸存者的搜索，進(jìn)入結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的建筑物，降低救援隊(duì)員的風(fēng)險(xiǎn)，為搜救工作節(jié)約時(shí)間（2）可以進(jìn)入狹窄空間，擴(kuò)展搜救專家的工作范圍。建筑物倒塌會(huì)形成各種各樣的空間，這些空間可能就會(huì)有幸存者，但搜救人員難以進(jìn)入，而機(jī)器人卻可以一展身手。（3）可以攜帶多種傳

4、感器，探測(cè)幸存者空間狀況，在機(jī)器人軟件的幫助下對(duì)搜索區(qū)域?qū)嵭型暾娜S搜索，繪制結(jié)構(gòu)圖，提升工作效率和可靠性。搜救機(jī)器人可以攜帶溫度探測(cè)器、一氧化碳探測(cè)器、爆炸界限探測(cè)器、氧氣、PH探測(cè)器、輻射探測(cè)器和殺傷性武器探測(cè)器，從而測(cè)定空氣讀數(shù)，探測(cè)有害物質(zhì)，分析后向救援人員提出警告。同時(shí)由于機(jī)器人技術(shù)發(fā)展極為迅猛，用于偵察和作戰(zhàn)等軍事領(lǐng)域的機(jī)器人，由于其特殊用途受到了各國軍方的廣泛關(guān)注。許多軍用機(jī)器人的研究成果直接應(yīng)用于國家安全領(lǐng)域，在維護(hù)國家安定，保障人民生活安全方面發(fā)揮了很大作用。軍用的地面移動(dòng)機(jī)器人在各種復(fù)

5、雜環(huán)境下具有較高的機(jī)動(dòng)性，可以代替人類進(jìn)入一些危險(xiǎn)未知的環(huán)境，適應(yīng)于國防和民用等多個(gè)領(lǐng)域，而且在反恐斗爭(zhēng)中葉可以發(fā)揮很大作用。這類機(jī)器人的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括以下幾個(gè)方面：（1）戰(zhàn)場(chǎng)偵察與環(huán)境探測(cè)在移動(dòng)平臺(tái)上裝備攝像頭、安全激光測(cè)距儀、夜視裝置和衛(wèi)星全球點(diǎn)位儀等設(shè)備，通過無線電或光纜操縱，完成偵察和監(jiān)視敵情、情報(bào)收集、目標(biāo)搜索和自主巡邏等任務(wù)。還可以進(jìn)入一些人類無法進(jìn)入或適應(yīng)的危險(xiǎn)環(huán)境，完成規(guī)模戰(zhàn)爭(zhēng)和反恐作戰(zhàn)中的偵察任務(wù)。（2）高度機(jī)動(dòng)與協(xié)同作戰(zhàn)46河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文由于體積較小、機(jī)動(dòng)能力較強(qiáng)

6、，機(jī)器人能快速部署，完成偵察、警戒、目標(biāo)突擊、追擊乃至解救人質(zhì)、街巷戰(zhàn)斗、反恐作戰(zhàn)、反裝甲作戰(zhàn)等武器裝備，使之具備強(qiáng)大的攻擊殺傷力，特別適用于城市和惡劣環(huán)境下（如核、生、化戰(zhàn)場(chǎng)等）的局部戰(zhàn)爭(zhēng)和信息戰(zhàn)爭(zhēng)。（3）探測(cè)危險(xiǎn)與排除險(xiǎn)情在戰(zhàn)場(chǎng)上或工程中，常常會(huì)遇到各種各樣的意外。這時(shí)，微型移動(dòng)機(jī)器人就會(huì)發(fā)揮很好的作用。美國軍方曾廣泛使用智能車輛掃除路邊炸彈、尋找地雷和銷毀地雷。民用方面，可以探測(cè)化學(xué)泄露物質(zhì)，可以進(jìn)行地鐵滅火，以及在強(qiáng)烈地震發(fā)生后到廢墟中尋找被埋人員等。（4）安全檢測(cè)與受損評(píng)估在工程建設(shè)領(lǐng)域，除可對(duì)水

7、庫堤壩、江河大壩進(jìn)行質(zhì)量和安全性檢測(cè)之外，還可應(yīng)用于碼頭、橋墩等被撞后的受損程度探測(cè)評(píng)估。在制造領(lǐng)域，可用于工業(yè)管道中機(jī)械損傷，裂紋等缺陷的探尋，對(duì)輸油和輸氣管道線的泄露和破損點(diǎn)的查找和定位等。還可用于機(jī)場(chǎng)、車站等一些人口密集型場(chǎng)所，對(duì)來往人群、貨物進(jìn)行安全監(jiān)控，也可以直接布置在客機(jī)機(jī)艙中執(zhí)行檢查危險(xiǎn)物品的任務(wù)。這些特種機(jī)器人技術(shù)集機(jī)械、電子、新材料、傳感器、計(jì)算機(jī)、智能控制與網(wǎng)絡(luò)通信等多門科學(xué)于一體，是一種具有基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性和前瞻性的高新技術(shù)。對(duì)這種機(jī)器人的研究，將為未來地面戰(zhàn)爭(zhēng)、反恐事業(yè)和民用工業(yè)的發(fā)展

8、提供技術(shù)上的有力支持。本課題目標(biāo)是要研究和開發(fā)一種能搭載多種特殊裝置的移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)?？梢源钶d不同功能模塊完成相應(yīng)的任務(wù)，在軍事領(lǐng)域和民用領(lǐng)域得到推廣，應(yīng)用前景廣闊。46河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文1.2履帶機(jī)器人研究現(xiàn)狀1.2.1國外研究現(xiàn)狀從20世紀(jì)60年代開始，國外就對(duì)小型履帶式式移動(dòng)機(jī)器人展開了系統(tǒng)的研究，經(jīng)過多年的技術(shù)積累和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，已經(jīng)取得了豐碩的研究成果。在微小型履帶機(jī)器人研究方面，美國走在