矿用破障救援机器人行走机构设计及仿真

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1、矿用破障救援机器人行走机构设计及仿真机设06-5班汪林清指导老师：罗静摘要:目前灾难救援机器大多为陆上、空中避障探测救援，对于需要破障进入塌方、废墟内部的情况，常规挖掘钻探设备很难及时有效搜救被困人员。该破障救援装置主要针对煤矿塌方等内部救援而设计。本设计采用仿尺蠖运动机理，以液压为动力，前后两部分互为支撑，屈伸爬行，前部采用扩张增力机构，排除障碍。在坍塌的巷道中，伸缩前进，到达预定地点，为幸存的受困人员输送药物、食品和氧气等，为救援人员争取更多的救援时间，提高救援效率，避免二次伤害的发生。设计中分析计算了双边铰杆增力机构的各方

2、面参数，为双边铰杆增力机构的更好研究与应用提供了理论基础，并自行设计了分级双边铰杆增力机构，克服了在输入力一定的情况下，初始输出力较小的局限性，极大地提高了机构的承载能力；文中采用现代设计理论与方法，应用Pro/E、3DMAX等机械设计软件进行三维实体动态设计、机构运动仿真、有限元分析、结构优化设计及行为建模等，结合实际生产环境，最大限度的提高工作效率，减少产品设计周期，降低生产成本。关键词：破障救援机器人分级双边铰杆增力机构行走机构仿真Abstract:Currentlydisasterrelieffortheland,the

3、airmachinemostlyobstacle-avoidanceanddetectionrescue,theneedforbreakingintothelandslidebarrier,andruinsofconventionalminingdrillingequipmenttotimelyandeffectiverescuetrappedworkers.Thebrokendisabledrescuedeviceaimedatminesandotherinternalaiddesign.Thisdesignusestheim

4、itationofthecankerworm'smovementandmechanismofhydraulicpower.Aftertwopartsaresupportedbycrawling,thefrontadoptsthepowermechanismtounblockobstacle.Crawlinginthecollapsedtunnelforsurvivingsitesdeliveringdrugs,foodandoxygen,fortherescuecrewsgetmoretime,improveeffici

5、encyandtoavoidsecondarydamagerelief.Designandcalculationfortheinstitutionofpowermechanismofdouble-sidedhinge-rodovercomingthelimitationsofsmallinitialoutputforce.Ithasgreatlyimprovedthecapacityoftheinstitution.Usingthemoderndesigntheoryandmethod,Pro/Eand3DMAX,thisdes

6、ignhasrealizedthree-dimensionaldynamicmechanismmotionsimulation,thefiniteelementanalysis,structuraloptimizationdesignandbehavioralmodeling.Withactualproductionenvironment,itcanimprovetheworkefficiency,reduceproductdesigncycleandreduceproductioncost.Keywords:unblockin

7、gandrescuing;robot;powermechanismofclassifyingdouble-sidedhinge-rod;runningmechanism;emulation一、概述由于目前的灾难救援机器大多为陆上、空中避障探测救援。对于需要破障进入塌方、废墟内部的情况，常规挖掘钻探设备很难及时有效搜救被困人员。该破障救援装置主要针对煤矿塌方等内部救援而设计。本设计采用仿尺蠖运动机理，以液压为动力，前后两部分互为支撑，屈伸爬行，前部采用扩张增力机构，排除障碍。在坍塌的巷道中，伸缩前进，到达预定地点为幸存的受困人员输

8、送药物、食品和氧气等，为救援人员争取更多的救援时间，提高救援效率，避免二次伤害的发生。在条件允许的情况下，可适量的安装一些救灾机械传感器以采集危险环境的重要信息（包括瓦斯含量、CO含量、O2含量、温湿度以及灾害场景等），为进一步科学的救援提供重要依据。在以上的基