地震生命探测机器人

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1、《机器人技术》课程设计任务书题目名称：地震生命探索机器人学生姓名：专业：机械电子工程学院：机械工程学院班级：指导教师：9任务分配:1.设计要求及其内容:设计要求：如要求机器人可以自主或遥控操作，可以是地震、矿难、水灾、火灾等场合，要求机器人使用电池供电，可以连续工作2小时以上。1.1选题目的和意义：地震作为最危险的地质灾害之一,具有无法预知、破坏力大、易引发次生灾害等特点,时刻威胁着人类生命财产的安全。据调查,地震中的人员伤亡,大部分是由建筑物坍塌、地面凹陷等情况导致人员被掩埋、砸伤而又无法及时得到救治引起的。因此,地震后的救援工作对于减少人员伤亡具有重大意义。但是,由于震后建筑废墟情况

2、复杂,还面临着余震的危险,救援人员进行被困者搜救的工作极为困难。地震后72小时为救援黄金时期,因此,设计一款机器人,用于地震后废墟内被困人员的搜索工作,帮助救援人员及时掌握被困者位置及其周围环境情况,可以有效减少人员伤亡、提高搜救效率。本文设计了地震搜救机人的结构设计、给出了控制系统的设计及其创新点。2国内外研究状况:2.1国内救灾机器人的发展状况我国大约有30家左右的高等院校和研究院所在从事各类机器人的研究工作，在40多年来，已在机器人的感觉识别，操作、移动技术，人机接口技术,智能化技术等方面取得了可喜的成就。部分科研成果,如工业装配、焊接、喷涂，搬运、探伤、水下作业、过程测量机器人已

3、进入实用阶段，某些控制、传动元器件的产品技术已接近国际先进水平。在863计划资助下，中国科学院沈阳自动化研究所开展了多项危险作业和极限作业机器人研究，其中救援机器人是重要的一个部分。如蛇形机器人，旨在用于非结构环境中探测和灾难救援作业。该蛇形机器人可以根据地面状况采用蜿蜒、伸缩、侧移和翻滚等多种运动步态，在监控系统的无线控制下，具有一定的三维运动能力，并可通过安装在蛇头上的微型摄像头将现场图像传回监控系统。在蛇形机器人研究的基础上，从模块化、可重构和自动变形的角度研制出了一种履带式灾难救援可变形模块机器人样机，该三模块机器人具有9种运动构形和3种对称构形，具有直线、三角和并排等多种形态；

4、而其研制的水面救援机器人，可以在lkm范围内，对其进行无线控制。由沈阳自动化所和广州卫富公司承担的“危险作业机器人”课题，成功研制出能完成反恐、防暴等综合任务的“危险作业机器人”产品样机；沈阳自动化研究所最近研制出的基于复合机构的非结构环境移动机器人，它能够在高低不平、障碍物和楼梯等复杂多变的环境中使用，适用于探测、排查、搬运、消防和销毁等危险作业。2005年9月l2日，“中日救援及安全机器人技术研究中心”在沈阳揭牌成立，该中心由中国科学院沈阳自动化研究所与日本国际灾难救援系统研究院合作成立，旨在实现强强联合，推动机器人技术在灾难救援中的应用[5]。92009年5月，中科院沈阳自动化所机

5、器人学国家重点实验室与中国地震应急搜救中心联合研制的40kg级旋翼飞行机器人公开亮相，该机器人成功完成自主起飞、空中悬停、航迹点跟踪飞行、超低空信息获取、自主降落等科目，实现了对地震废墟区域的快速信息获取与实时影像回传[6]。2009年12月沈阳新松机器人公司研制出了国内首台具有生命探测功能的井下探测救援机器人。该机器人上的拾音器可以捡拾呼救声音，红外热成像仪可以探测到人体，机器人还可以配载食品、水、急救包等物品[7]。抢险救援机器人的研制正在国内蓬勃发展，并受到政府的极大重视，“救灾救援危险作业机器人”项目被列为国家“863”计划重点项目。2.2国外救灾机器人的发展状况国际上较早开展救

6、灾机器人研究的是美国和前苏联，稍后，英国、日本、法国、德国、等国家也纷纷开始研究该类技术。目前已有很多种不同功能的消防机器人用于救灾现场。灾难救援机器人技术正从理论和试验研究向实际应用发展。在2005年6月份日本神户召开的IEEE安全、防卫、救援国际研讨会(IEEESSRR’05)上，会议的主旨定为：“在今后的减灾和救援中，机器人作为一种有效的手段，将成为社会基础设施中不可缺少的部分”。日本作为一个多核能、多地震国家，在救援机器人方面开展了相对全面的工作。日本东京工业大学的广濑是最早从事救援机器人研究的学者之一，他所领导的广濑研究室，从仿生的角度和基于超机械系统的思想先后研制了“ACM”

7、，“GENBU”与“SORYU”等多系列救援机器人样机；日本电气通信大学忪野文俊研究室研制出的信息搜集用机器人“MA．1”；冈山大学大学院自然科学研究科永谷圭司研制出的不平整地面移动救援机器人“RESDOG”，它底部的履带支撑为多个从动三角形辊架，具有较好的灵活性以适应地形；日本神户大学高森年等研制的UMRS系列机器人，可以将机器人用于废墟瓦砾中的探察作业。美国在9.11事件之后，开始日益重视抢险救灾机器人。Inuktun公司的Mi