救援机器人的发展及其在灾害救援中的应用

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1、第+*卷第"期防灾减灾工程学报C16/+*D1/"+##*年+月01234561789:5:;<3=3<><4;91454?@9;9A5;914B4A94<<394AE

2、人运动方式和通讯控制方式的优缺点进行了比较。通过分析灾害救援行动中救援机器人所面临的挑战以及国内外救援机器人技术研究的热点及发展方向，给我国研制开发救援机器人提出了若干建议。关键词：灾害；搜索与救援；机器人中图分类号：&’((文献标识码：)((文章编号："!*+,+"-+（+##*）#",#""+,#!防随时可能落下的碎块。同时，在进行救援工作时!"引言也可能引起废墟二次坍塌，给救援人员自身和废墟下被困的幸存者造成伤害。这给救援人员带来了极全世界每年都遭受着大量自然灾害和人为灾害大的危险和心理负担，影响救援工作的快速展开。的破坏。巨大的灾害会造成大

3、面积的建筑物坍塌和（-）危险物质和大火。灾害之后易燃易爆的物人员伤亡，灾害发生之后最紧急的事情就是搜救那品、大风等很容易引起大火。在一些危险地区，如核些困在废墟中的幸存者。研究表明，如果这些幸存电站、化工厂等场合，如果没有相应的防护和支援，者’.小时之内得不到有效的救助，死亡的可能性就［"］即使训练有素的专业救援人员也不能轻易开展工会急剧增加。然而，复杂危险的灾害现场给救援作，而戴上防护用具之后又会限制搜救人员对环境人员及幸存者带来了巨大的安全威胁，也会阻碍救的感知能力，延缓救援工作的进程。援工作快速有效地进行。使用救援机器人进行辅助这些危险因素给

4、灾害救援工作带来了极大的阻搜救是解决这一难题的有效手段。碍，常常使救援付出沉重的代价。美国紧急救援办公室的统计数据表明，从狭小的封闭空间中营救"#"救援机器人应用的必然性名幸存者平均需要"#个救援人员花费’个小时的时间。使用救援机器人则可以提高救援效率，并避#$#"灾害现场影响救援工作的主要因素免或减少救援人员的伤亡。((灾害现场通常复杂而危险，影响救援工作的因#/%"微型机器人在救援工作中的优势素主要有-种。微型机器人在辅助灾害救援工作中具有以下突（"）空间限制。救援实践表明，幸存者通常被出的优势：困在那些坍塌所形成的空间中，充分搜索这些空间（"

5、）可以连续执行乏味的搜索救援任务，而不具有重要意义。遗憾的是这些空间和通道通常非常会像人一样感到疲倦；狭小以至于救援人员根本无法进入，这些地方突出（+）不怕火、浓烟等危险和有害条件；的钢筋和碎块以及其他建筑材料又会给救援人员和（-）可以深入危险地带拍摄资料供研究人员分搜救犬带来伤害。（+）结构不稳定。灾害发生之后建筑物的力学析查找；结构遭到破坏，救援人员进入废墟之中必须时刻提（’）重量轻，与人和搜救犬相比引起建筑物二!收稿日期：+##!,#-,+!；修回日期：+##!,#’,+%基金项目：四川省应用基础研究项目（#$0G#+%,#.%,"）作者简介

6、：董晓坡（"%.#,），男，硕士研究生。主要从事电磁理论与成像、生命搜索与救援等方面的研究。万方数据BH596：?IF614<6JKJ5L11/M1H/M4@第%期董晓坡等：救援机器人的发展及其在灾害救援中的应用@%%C次坍塌的可能性小；"?%?%@履带式机器人（!）灵活，可以进入那些人和搜救犬无法进入履带式运动系统有双履带、>履带、A履带等多的危险地带。种形式。复合式履带可以调整爬坡角度和方向，因此具有很好的越野性能（图"）。!"国内外救援机器人研究现状履带式运动系统在碎石堆上可以快速前进，遇到小的坡度和凹凸地时也可以轻松翻越，在遇到不机器人技术

7、最初起源于军事领域的战场侦察、能通过的障碍时还可以在很狭小的范围内完成转弯战场清扫等，在"#世纪$#年代以前就有人开始从等动作。目前，救援机器人广泛采用这种运动形式。理论上对机器人应用于灾害搜救工作进行了探讨。与其他运动形式相比，履带式运动系统具有较快的%&&!年在救援机器人技术发展史上具有里程速度和较大的转距。履带式运动系统技术较成熟，碑式的重要意义，发生在日本神户—大阪的大地震但也有重量大、摩擦阻力大等缺点。及其之后发生在美国俄克拉荷马州的阿尔弗德联邦"?%?"@蛇形（蠕虫）机器人系统大楼爆炸案揭开了救援机器人技术研究的序幕。蛇形机器人系统结合

8、了仿生学的许多研究成"##%年美国&·%%事件给救援机器人提供了%果，它通过模仿自然界肢节动物，例如蛇的运动特点次宝贵的实