四連桿履帶式搜救機器人設計

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1、河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文需要圖紙請聯(lián)系QQ174320523圖紙另付費1緒論1.1選題背景和意義近年來，多發(fā)的自然災害（如地震、火災、洪水）、人為的恐怖活動、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，使得人們普遍關注對各種災害的應急能力、災后的快速響應處理能力。在突發(fā)恐怖事件、自然災害及意外傷害發(fā)生后，巨大的災害往往造成大范圍的建筑物坍塌和人員傷亡，現(xiàn)場搜索與救援成為人不最為緊急的工作。然而現(xiàn)場多為坍塌環(huán)境，結(jié)構(gòu)復雜、不穩(wěn)定，有些狹小空間救援人員和搜救犬根本無法進入，從而

2、使搜救范圍限制在倒塌建筑物表面范圍。救援人員進入建筑物也將有巨大的風險，其體重和移動可能會引起建筑物進一步倒塌，造成對救援人員和幸存者的再次傷害。因此，救援隊員必須在結(jié)構(gòu)工程師進行評估，并對不穩(wěn)定的倒塌結(jié)構(gòu)進行支撐加固后才能進入，這個過程延誤了搜救受災者的時間。同時，由于搜尋空間條件惡劣，易導致救援隊員勞累，從而易對周圍建筑結(jié)構(gòu)作出錯誤判斷，錯過沒有知覺受災者的概率上升，而且救援人員也存在重大的健康風險和安全風險，影響救援工作的快速展開。將機器人技術、營救行動技術、災害學等多學科知識有機融合，研制與開發(fā)用于

3、搜救與營救的救援機器人，將有效地提高救援的效率和減少救援人員的傷亡。46河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文搜救機器人是指用在災后非結(jié)構(gòu)環(huán)境下執(zhí)行搜索與救援任務的特種機器人。機器人在搜索與救援過程中明顯具有以下幾個方面的優(yōu)勢。（1）在發(fā)生倒塌后，機器人可以立即展開對幸存者的搜索，進入結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的建筑物，降低救援隊員的風險，為搜救工作節(jié)約時間（2）可以進入狹窄空間，擴展搜救專家的工作范圍。建筑物倒塌會形成各種各樣的空間，這些空間可能就會有幸存者，但搜救人員難以進入，而機器人卻可以一展身手。（3）可以攜帶多種傳

4、感器，探測幸存者空間狀況，在機器人軟件的幫助下對搜索區(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。搜救機器人可以攜帶溫度探測器、一氧化碳探測器、爆炸界限探測器、氧氣、PH探測器、輻射探測器和殺傷性武器探測器，從而測定空氣讀數(shù)，探測有害物質(zhì)，分析后向救援人員提出警告。同時由于機器人技術發(fā)展極為迅猛，用于偵察和作戰(zhàn)等軍事領域的機器人，由于其特殊用途受到了各國軍方的廣泛關注。許多軍用機器人的研究成果直接應用于國家安全領域，在維護國家安定，保障人民生活安全方面發(fā)揮了很大作用。軍用的地面移動機器人在各種復

5、雜環(huán)境下具有較高的機動性，可以代替人類進入一些危險未知的環(huán)境，適應于國防和民用等多個領域，而且在反恐斗爭中葉可以發(fā)揮很大作用。這類機器人的主要應用領域包括以下幾個方面：（1）戰(zhàn)場偵察與環(huán)境探測在移動平臺上裝備攝像頭、安全激光測距儀、夜視裝置和衛(wèi)星全球點位儀等設備，通過無線電或光纜操縱，完成偵察和監(jiān)視敵情、情報收集、目標搜索和自主巡邏等任務。還可以進入一些人類無法進入或適應的危險環(huán)境，完成規(guī)模戰(zhàn)爭和反恐作戰(zhàn)中的偵察任務。（2）高度機動與協(xié)同作戰(zhàn)46河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文由于體積較小、機動能力較強

6、，機器人能快速部署，完成偵察、警戒、目標突擊、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)場等）的局部戰(zhàn)爭和信息戰(zhàn)爭。（3）探測危險與排除險情在戰(zhàn)場上或工程中，常常會遇到各種各樣的意外。這時，微型移動機器人就會發(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，可以探測化學泄露物質(zhì)，可以進行地鐵滅火，以及在強烈地震發(fā)生后到廢墟中尋找被埋人員等。（4）安全檢測與受損評估在工程建設領域，除可對水

7、庫堤壩、江河大壩進行質(zhì)量和安全性檢測之外，還可應用于碼頭、橋墩等被撞后的受損程度探測評估。在制造領域，可用于工業(yè)管道中機械損傷，裂紋等缺陷的探尋，對輸油和輸氣管道線的泄露和破損點的查找和定位等。還可用于機場、車站等一些人口密集型場所，對來往人群、貨物進行安全監(jiān)控，也可以直接布置在客機機艙中執(zhí)行檢查危險物品的任務。這些特種機器人技術集機械、電子、新材料、傳感器、計算機、智能控制與網(wǎng)絡通信等多門科學于一體，是一種具有基礎性、戰(zhàn)略性和前瞻性的高新技術。對這種機器人的研究，將為未來地面戰(zhàn)爭、反恐事業(yè)和民用工業(yè)的發(fā)展

8、提供技術上的有力支持。本課題目標是要研究和開發(fā)一種能搭載多種特殊裝置的移動機器人平臺?？梢源钶d不同功能模塊完成相應的任務，在軍事領域和民用領域得到推廣，應用前景廣闊。46河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文1.2履帶機器人研究現(xiàn)狀1.2.1國外研究現(xiàn)狀從20世紀60年代開始，國外就對小型履帶式式移動機器人展開了系統(tǒng)的研究，經(jīng)過多年的技術積累和經(jīng)驗總結(jié)，已經(jīng)取得了豐碩的研究成果。在微小型履帶機器人研究方面，美國走在