生活中各種自然災害、事故容易使人們的生命財產遭受嚴重損失。而救援機器人的出現(xiàn)能在一定程度上減小該損失。由于災后現(xiàn)場的復雜性和不可預測性,大多數(shù)救援機器人在救援行動中只能完成某一類特定任務,災害救援行動的快速性和全面性難以進一步提高。因此,研究一款適應能力強的多任務救援機器人顯得尤為重要。本文基于城市災害救援的背景,設計了一款攜帶機械臂的履帶救援機器人,完成了復雜環(huán)境通過、機械臂操作、現(xiàn)場探測、自主導航以及傷員運輸?shù)任屙椚蝿?整體上滿足了復雜救援行動的需求。首先,針對所擬定的救援行動中機器人需要完成的五項任務,設計了一款攜帶機械臂的履帶救援機器人。該機器人包括雙擺臂履帶底盤、質心調整平臺、具有柔性關節(jié)的四自由度機械臂、載人平臺以及傳感器系統(tǒng)。雙擺臂履帶底盤有較強的越障能力,通過將擺臂附著在障礙物上來幫助底盤攀爬障礙。質心調整平臺通過平行四連桿機構前后移動來調整機器人整機質心位置,使機器人障礙通過能力進一步增強。安裝在平臺上的四自由度機械臂可執(zhí)行清理障礙物、操作閥門、開關房門等工作。在機械臂的腕上設計了被動柔性關節(jié),可增加機械臂操作的靈活性。載人平臺使機器人具有運送傷員的能力。機器人攜帶普... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

RATLER機器人在“9·11”事件后，世界各國都在加大對災害救援機器人的研究力度

參與“9·11”

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文4執(zhí)行不同任務時快速更換，和Urbot一同負責建筑內部偵察[12]。圖1-2(f)所示為美國iRobot公司的采用雙擺臂底盤的Packbot機器人，可根據(jù)障礙物的不同，靈活地調整底盤姿態(tài)，具有很強的地形適應能力[13]，可攜帶4個變焦照明相機，能夠出色完成災害現(xiàn)場探測任務[14]。2011年日本9.0級地震導致福島核電站反應堆故障，事故發(fā)生后，Packbot被派往反應堆廠房內部拍攝現(xiàn)場環(huán)境并測量輻射劑量，避免了工作人員近距離接觸輻射現(xiàn)常同樣在福島反應堆廠房執(zhí)行探測任務的Quince機器人（如圖1-3）來自日本千葉大學，它采用單獨驅動的四擺臂履帶底盤，輕巧的體型使其能夠在復雜環(huán)境中靈活移動。Quince配備了紅外相機和二氧化碳傳感器，可完成災后現(xiàn)場被困人員探測搜索任務。在反應堆廠房作業(yè)時，環(huán)境中的高劑量輻射對機器人的電氣系統(tǒng)及信號傳輸系統(tǒng)都產生很強的干擾，使Quince無法在反應堆廠房內長時間工作，即使使用較為穩(wěn)定的有纜通信也容易因信號中斷而無法返回[15]。圖1-3Quince機器人同時期地震救援過程中，RoboCue與“爬行者”兩款機器人發(fā)揮了巨大作用。RoboCue（如圖1-4）由菊池制作所研發(fā)，用于完成傷者運送任務。搭載兩條機械臂，可以辨認傷員，并將他們轉移到自己的擔架上，機器人攜帶的氧氣瓶可以讓傷員吸氧。由日本橫濱警察署研制的“爬行者”機器人（如圖1-5），可將傷員轉移至最大承載250lb的機器人內部艙體中，能檢測傷員的生命體征，保證運輸中傷員的安全[16]。圖1-4RoboCue機器人圖1-5“爬行者”機器人同樣，中國各高校和研究所也針對災害救援機器人開展大量的研發(fā)工作。中科院沈陽自動化研究所設計研制的狹隙搜索機器人與表面搜索機器人，如圖1-6、

【參考文獻】：
期刊論文
[1]救援機器人研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢[J]. 賈碩,張文昌,吳航,陳煒,張永梅.  醫(yī)療衛(wèi)生裝備. 2019(08)
[2]WiFi6與5G技術的性能對比與應用分析[J]. 鄭磊.  科技創(chuàng)新導報. 2019(16)
[3]基于Recurdyn履帶式海底行走機構不同工況性能分析[J]. 王錦紅,林勇,李海林.  機械傳動. 2017(05)
[4]危險環(huán)境下救援機器人技術發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J]. 葛世榮,朱華.  煤炭科學技術. 2017(05)
[5]救援機器人技術綜述[J]. 于振中,蔡楷倜,劉偉,鄭為湊.  江南大學學報(自然科學版). 2015(04)
[6]救援機器人的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 郭月,趙新華,陳煒,侍才洪,邢凱,張西正.  醫(yī)療衛(wèi)生裝備. 2014(08)
[7]坐臥類家具設計的人體靜態(tài)尺寸研究[J]. 馬廣韜,丁娟.  沈陽建筑大學學報(自然科學版). 2012(01)
[8]四履帶雙擺臂機器人越障機理及越障能力[J]. 李允旺,葛世榮,朱華,劉建.  機器人. 2010(02)
[9]黃金72小時[J]. 張紅超.  空軍總醫(yī)院學報. 2008(03)
[10]排爆機器人的研究現(xiàn)狀及其關鍵技術[J]. 范路橋,姚錫凡,祁亨年,楊武,蔣梁中.  機床與液壓. 2008(06)

博士論文
[1]礦用救援機器人關鍵技術研究[D]. 劉建.中國礦業(yè)大學 2014

碩士論文
[1]面向人機交互的七自由度服務機械臂柔順控制研究[D]. 汪超.南京郵電大學 2019
[2]純電動履帶式遙控綠籬機關鍵結構的設計與研究[D]. 宋星亮.長安大學 2019
[3]微型履帶山地拖拉機性能分析與仿真[D]. 劉虹玉.西北農林科技大學 2014
[4]履帶式多功能果園作業(yè)平臺的設計與研究[D]. 孫振杰.河北農業(yè)大學 2012
[5]井下探測機器人控制系統(tǒng)研制及其運動性能分析[D]. 王爭.哈爾濱工業(yè)大學 2007



本文編號：3583588