地震救援机器人设计及制作
机器人———抗灾救援毕业设计

机器人———抗灾救援一、作品简介本设计是一种在规定尺寸范围内既能在平地顺利转弯、行进此作品是根据抗灾救援中出现人被困于交通中断、封闭空间中的复杂地形中,救援人员无法到达那些复杂地区而导致延误救援时间,所以我们设计了抗灾救援机器人,我们设计的机器人适用于各种复杂地形,并且可以通过准确的人为控制解救被困于被重物形成封闭空间中的人。
由于我们的设计的机器人的移动是由4个可以360度转动的轮子组成,所以可以在复杂环境中自由移动,受环境的约束小;遇到过不去的沟或河道时,我们可以通过控制机器人架桥来障碍,达到救援现场;当有重物阻挡道路或者被重物困住时,我们通过控制机械手臂来移除和搬运重物。
二、研制背景及意义2.1这些机器人的参与,在救灾方面可以起到事半功倍的效果。
随着救灾机器人的完善,所需的人力也就会减少很多,从而使得跟少的人从事救灾这样危险的工作,更有效的起到了保护人民安全的作用。
所以我们要从学生时代抓起,充分利用年轻人的聪明才智,也为国家发掘人才,做出贡献。
,同时也可以调动年轻一带对科学的热爱与认知。
积极参加这类活动,可以是我们的聪明才智的到更好的发挥,同时也相当于对国家关于抗震救灾做出自己小小的贡献。
2.2随着科学技术和经济的不断发展,先进制造技术和数控技术、最优化设计的广泛应用,使得生产进一步智能化、自动化、经济化。
创新设计得到越来越重视也并得到广泛的发展,也变得智能化,很多问题可以通过计算机实现,减轻了设计的强度,缩短了设计周期,结合优化设计,创新设计变得异常简单,市场上的商品由此变得纷繁多样。
2.3培养大学生的创新意识和创新能力,注重培养大学生的创新设计能力、综合设计能力和协作精神;加强大学生动手能力的培养和工程实践的训练;丰富和活跃校园学术氛围。
三、设计具体要求3.1参赛作品的总体要求(一)机器人重量不限,但应尽可能轻。
(二)机器人造价不限,但应尽可能低。
(三)机器人操控可采用线控或遥控法方式。
地震救援机器人设计研究

摘 要我国是世界上地震灾害频繁发生的国家之一。
地震灾害以其瞬间突发性、破坏性强、严重性强和次生灾害多样性等特点,严重威胁着人类的生命和财产安全。
地震灾害发生后的72小时里,被困人员的存活率随时间的推移逐渐降低。
又因地震废墟环境具有范围广、受灾面积大、伤亡情况不确定和次生灾害频发等特点,所以地震救援具有时间紧急、救援难度大等特点。
随着科学技术的进步与发展,出现了可以用于地震救援的救援机器人。
地震救援机器人因具有可以连续执行救援任务,代替救援人员深入危险环境,可以搭载相应的工具深入废墟环境进行救援得到认可。
但是救援机器人依然存在着受地震废墟环境影响,作业方式与救援需求不匹配,救援效率不理想等问题。
本文主要采用文献资料法、分析法和比较研究法进行研究。
研究目的是解决复杂地震废墟环境影响救援机器人使用,作业方式与救援需求不匹配,救援机器人救援效率不理想等问题。
基于救援机器人的相关技术和研究成果,设计研究新型地震救援机器人。
通过调研与分析,我们提出了地震救援机器人设计的相关要求,主要包括全地形通过、工具多功能、机身轻量化、型号体系化和外观辨别化设计要求。
通过对这些设计要求的深入分析研究,结合地震救援机器人的设计原则,我们可以知道满足这些要求的地震救援机器人能更好地适应废墟环境,也能改善救援效率不理想等问题。
最后,根据设计要求、设计原则和地震救援的相关内容,进行具体解决方案的设计。
关键词地震灾害;救援;废墟环境;被困人员;机器人AbstractChina is one of the countries with frequent earthquake disasters in the world. Earthquake disaster is characterized by its sudden, destructive, serious and secondary disaster diversity, which seriously threatens the safety of human life and property. In the 72 hours after the earthquake disaster, the survival rate of the trapped people gradually decreased with the passage of time. Because of the wide range, large disaster area, uncertain casualties and frequent secondary disasters, earthquake rescue has the characteristics of time emergency and difficulty.With the development of science and technology, there are rescue robots that can be used in earthquake rescue. Because the earthquake rescue robot can carry out the rescue task continuously, instead of the rescue personnel to go deep into the dangerous environment, it can carry the corresponding tools to go deep into the ruins environment for rescue. However, there are still some problems in the rescue robot, such as the impact of the earthquake ruins environment, the operation mode does not match the rescue needs, and the rescue efficiency is not ideal.This paper mainly uses the methods of literature, analysis and comparative research. The purpose of the research is to solve the problems that the complex earthquake ruins environment affects the use of rescue robots, the operation mode does not match the rescue needs, and the rescue efficiency of rescue robots is not ideal. Based on the related technology and research results of rescue robot, a new type of earthquake rescue robot is designed and researched.Through investigation and analysis, we put forward the design requirements of the earthquake rescue robot, including all terrain passing, multi-functional tools, lightweight fuselage, model systematization and appearance discrimination design requirements. Through the in-depth analysis and research of these design requirements, combined with the design principles of the earthquake rescue robot, we can know that the earthquake rescue robot meeting these requirements can better adapt to the ruins environment, and also can improve the rescue efficiency is not ideal. Finally, according to the design requirements, design principles and related contents of earthquake rescue, the specific solution design is carried out.Key words earthquake disaster; rescue; ruins environment; trapped people; robot目 录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 论文的研究背景 (1)1.1.1 研究背景 (1)1.1.2 研究目的及意义 (2)1.2 国内外研究现状 (3)1.2.1 国内研究现状 (4)1.2.2 国外研究现状 (4)1.3 研究内容 (6)1.4 论文框架图 (7)第2章被困人员与废墟环境状况 (9)2.1 被困人员状况 (9)2.1.1 被困人员伤病状况 (9)2.1.2 被困人员心理状况 (11)2.2 废墟环境状况 (11)2.2.1 外部废墟状况 (12)2.2.2 存活空间状况 (15)2.3 本章小结 (17)第3章地震救援机器人设计要求分析 (19)3.1 全地形通过设计要求 (20)3.2 工具多功能设计要求 (22)3.3 机身轻量化设计要求 (25)3.4 型号体系化设计要求 (28)3.5 外观辨别化设计要求 (30)3.6 本章小结 (32)第4章地震救援机器人设计原则 (35)4.1 可靠性设计原则 (35)4.1.1 动力装置的可靠性 (36)4.1.2 行走装置的可靠性 (37)4.2 标准化设计原则 (37)4.2.1 型号的标准化 (38)4.2.2 运输的标准化 (38)4.3 创新性设计原则 (40)4.3.1 工具的创新性 (40)4.3.2 结构的创新性 (41)4.4 本章小结 (42)第5章地震救援机器人设计实践 (43)5.1 行走模块设计 (43)5.2 工具模块设计 (45)5.3 主机模块设计 (47)5.4 机身材料使用 (48)5.5 外观颜色设计 (48)5.6 机器人图解 (50)5.7 设计说明 (51)结论 (55)参考文献 (57)攻读硕士学位期间所发表的论文 (61)致谢 (63)第1章绪论1.1 论文的研究背景1.1.1 研究背景我国是世界上地震灾害频繁发生的国家之一,地处欧亚板块的东南部,因受印度洋板块、太平洋板块的相互作用和影响,所以地震灾害相对活跃[1]。
地震搜救机器人装备开发研制历程概述

1 旋翼空中搜索机器人和废墟洞穴可变形机器人在芦山地震救援中国际上的机器人学者从应用环境出发将机器人分为两类:制造环境下的工业机器人和非制造环境下的服务与仿人型机器人。
我国机器人专家基本认同这种分类方法,将机器人分为工业机器人和特种机器人。
特种机器人是除工业机器人之外的、在美国俄克拉荷马州的阿尔弗德联邦大楼爆炸案,揭开了救援机器人技术研究的序幕。
2001年美国9.11 事件,美国机器人辅助救援中心和其他一些单位的救援机器人第一次配合救援人员参与了救援行动,有几十个救援机器人替代救援人员进入世贸大楼搜索幸存者被轰然倒塌的废墟压埋,被认为是救援机器人的第一次实际应用。
救援机器人在重大突发事件救援中替代人类进入到危险环境搜寻救援的优势和作用第一次得到显现,鉴于此西方许多发达国家竞相开展了救援机器人技术研究。
2地震搜救机器人灾害救援机器人衍生于军用机器人。
地震搜救机器人是灾害搜救机器人中的一分子。
由于地震小概率事件,因此地震搜救机器人在灾害救援机器人中属于小众中的小众。
2.1地震搜救机器人发展历程我国救援机器人研究肇始于2007年国家863计划首次支持的第一个“救灾救援危险作业机器人技术研究” 重点项目,在这个项目中包含了中国地震应急搜救中心(以下简称搜救中心)牵头的“地震废墟搜索与辅助救援机器人研制”课题,开启了中国地震辅助救援机器人研究的新篇章。
经过十年的努力,搜救中心与中国科学院沈阳自动化研究所国家机器人学重点实验室、哈尔滨工业大学国家机器人重点实验室、中科院合肥物质科学研究院、北京航空航天大学、北京理工大学、北京工业大学、哈尔滨工业大学、上海大学、天津大学、山东大学、大连理工大学等众多科研院所优势互补,形成了以搜救中心为枢纽核心,与国内相关科研院所多个机器人技术团队强强联合的我国地震辅助搜救机器人领域的开发研究与示范应用体系。
十年来从无到有,初步建立了搜索类、营救类、助力类、快速与大型机器类对接的智能救援属具类和地震搜救机器人功能综合测试评价技术的地震搜救机器人体系。
灾难救援机器人制作方案
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灾难救援机器人制作方案
近年来地震、矿难频繁发生,带来了无数的灾难,许多无辜的人失去了宝贵的生命,许多幸福的家庭,也因此失去了原有的快乐。
作为新世纪的我们深表痛心,我们想到了借助高科技,利用机器人来救援那些被废墟深埋的人们。
让那些需要救援的人们得到及时的救助由此我们机器人协会拟定了一套救援机器人的制造方案一、设计目的
设计一种机器人,能在废墟,夹缝中进行道路探索和环境的扫描中,在弯曲处自动控制转弯,可以防尘、防水、防毒,对于那些发热及有生命现象的东西,具有很好的灵敏性。
从而起到能对受困的人进行及时的支援和救助
一、设计目的
设计一种机器人,能在废墟,夹缝中进行道路探索和环境的扫描中,在弯曲处自动控制转弯,可以防尘、防水、防毒,对于那些发热及有生命现象的东西,具有很好的灵敏性。
从而起到能对受困的人进行及时的支援和救助。
二、方案设计
1、方案说明:
a、本方案履带式结构,根据昆虫仿生运动结构,可以越过沟渠,废墟等障
碍物,同时可以对深埋地下的矿产进行扫描探索开采和对伤员进行食物以及水的运输。
b、前面、后面部分都有动力装置,可以更好的前进和倒退,同时可以提供
足够的动力防止打滑。
在前面和后面都有转向轴,是整个装置更加灵活轻捷。
中间连杆可以控制前、后两部分的高低还有距离能起到连接和传递动力的作用
2、方案图解。
基于单片机的营救机器人的设计与制作

基于单片机的营救机器人的设计与制作营救机器人是一种能够在危险环境中执行救援任务的机器人。
它可以应对各种恶劣的环境,如火灾、地震、洪水等,并迅速找到被困人员并提供救助。
本文将介绍一种基于单片机的营救机器人的设计与制作。
设计思路:1.机械结构设计:机器人的机械结构需要具备灵活性、稳定性和强大的承重能力。
可以采用多关节机械臂设计,使其能够在狭窄的空间中操作,并能够抓取和搬运重物。
此外,机器人还应具备一定程度的自主移动能力,可以通过轮子或履带来实现。
2.传感器选择:为了提高机器人在复杂环境中的感知能力,需要选用适当的传感器。
例如,红外线传感器可以用于检测火灾的热源,声音传感器可以用于听到被困者的呼救声,摄像头可以用于实时监控和图像识别等。
3.控制系统设计:机器人的控制系统应该具备高度的智能化和自主性。
可以使用单片机作为主控芯片,通过编程实现机器人的各种功能和动作。
同时,还可以将机器人与云平台进行连接,实现遥控和监控等功能。
4.电源系统设计:机器人需要一种可靠的电源系统来提供稳定的电能供应。
可以选择锂电池或太阳能电池作为机器人的动力源。
制作步骤:1.硬件搭建:根据机器人的机械结构设计制作机器人的机械臂和底盘,并将传感器和执行器安装在合适的位置。
同时,将单片机和其他电子元件焊接在电路板上。
2.软件编程:根据机器人的功能需求,使用相应的开发工具对单片机进行编程。
编写程序控制机器人的各个功能和动作,并实现传感器数据的处理与分析。
3.电源连接和测试:将电源系统与机器人的电路板连接,并进行相应的测试。
确保机器人能够正常工作并具备稳定的电能供应。
4.功能测试和完善:对机器人进行各项功能测试,检查机器人的运动、感知和控制性能。
根据测试结果进行优化和完善,确保机器人能够在各种场景下顺利执行任务。
总结:基于单片机的营救机器人的设计与制作是一项复杂而有挑战性的任务。
需要综合考虑机械结构设计、传感器选择、控制系统设计和电源系统设计等多个方面。
地震救援机器人设计说明书
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地震救援设计说明书地震救援设计说明书1. 引言1.1 目的本文档旨在提供地震救援的设计说明,以指导设计团队在开发地震救援时的工作。
1.2 范围本文档涵盖了地震救援的设计概念、结构、功能、性能要求、控制系统、通信系统、电力系统、机械系统等方面的内容。
2. 设计概念2.1 多功能性地震救援应具备多种功能,如探测受困人员、运送救援物资、提供紧急救护等。
2.2 高灵活性地震救援应具备良好的机动性和适应性,能够在复杂的地震环境中自由移动和工作。
2.3 高稳定性地震救援应具备稳定的结构和平衡系统,以应对地震环境的不稳定性。
3. 结构设计3.1 框架地震救援的框架应采用轻量化的材料,如碳纤维复合材料,以提高的机动性。
3.2 运动系统地震救援应配备足够的运动轮和驱动装置,以保证其在不平坦的地震场地上能够稳定移动。
3.3 传感器系统地震救援应搭载各种传感器,如摄像头、红外线传感器、气体传感器等,以实时探测受困人员和危险环境。
3.4 操作系统地震救援应配备智能操作系统,能够根据环境和任务要求做出自主决策和行动。
4. 功能设计4.1 人员搜索与定位功能地震救援应能够通过传感器探测受困人员的位置,并在地震场地中准确定位受困人员的位置。
4.2 物资运输功能地震救援应具备搬运和运输救援物资的能力,以满足救援需求。
4.3 紧急救护功能地震救援应配备基本的急救设备,如急救箱、心电图仪等,能够对受伤或生命体征不稳定的人员进行紧急救护。
5. 性能要求5.1 最大移动速度地震救援的最大移动速度应满足紧急救援的需要,同时考虑到稳定性的要求。
5.2 工作时间地震救援的电力系统应能够支持长时间的工作,以保证救援任务的顺利进行。
5.3 载重能力地震救援的载重能力应能够满足运送救援物资的需求,同时考虑灵活性的要求。
6. 控制系统设计6.1 远程控制地震救援应具备远程控制功能,以便操作人员对其进行远程操控和指导。
6.2 自主控制地震救援应具备自主控制功能,能够根据环境和任务要求做出自主决策和行动。
救援机器人毕业设计
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救援机器人毕业设计
随着自然灾害和人为事故的频繁发生,救援机器人逐渐成为重要的援助工具。
本篇毕业设计旨在设计一种多功能的救援机器人,以便在各种紧急情况下提供必要的援助。
设计思路:
1. 结构设计:
救援机器人的结构需要面对各种不同的环境,包括火灾、地震、洪水等。
因此,它的结构需要具有耐高温、防水、防震等特性。
机器人装备有多个机械臂,能够在不同的场景下进行有效的操作,例如搜寻被困者、拯救伤员等。
2. 传感器设计:
救援机器人装配有多种传感器,包括温度传感器、气体传感器、声音传感器等。
这些传感器能够帮助机器人辨识出各种环境中的问题,并提供相关的信息。
例如,在火灾中,机器人可以利用传感器来检测房屋内的温度和任何潜在的危险。
3. 程序设计:
机器人需要具有一定的智能,能够根据环境的变化做出正确的反应。
机器人配备了多个算法,例如对象检测、运动规划等,能够在不同的场景下做出正确的决策。
4. 发电机:
机器人配备了太阳能发电机,以保证在没有电力供应的情况下,机器人仍能正常运作。
此外,机器人还配备了备用电池,以提供额外的能量储备。
结论:
在救援工作中,救援机器人可以发挥重要作用。
设计一种多功能的救援机器人,能够帮助消防员、医生等工作人员有效地解决紧急情况下的问题。
在未来,随着技术的发展,救援机器人将会变得更加先进和智能化。
灾害救援机器人设计方案

灾害救援机器人设计方案一、设计要求设计一具有独立前进、转弯、后退、避障、救人等功能的救援机器人。
二、设计任务1.电子控制组:设计好控制电路及原理图,各类传感器电路及稳压电源,并制作成独立模块,按程序要求进行调试(超声波、雷达和红外线传感器的感应距离)。
2.机械设计组:设计机器人各部分结构(包括机械手、身躯、底盘)以及各类传感器模块的安装。
3.程序设计组:按照具体设计要求进行编程及调试、烧录等工作。
4.三、设计思路机器人在封闭场地内利用红外线传感器自动搜索安装了红外线发射管的洋娃娃。
一旦发现目标便向目标靠近,途中发现障碍物则侧移距离L或转弯角度a然后继续前进,当机器人与洋娃娃之间距离达到S(此时红外线传感器比超声波传感器或雷达优先级更高)时,触发控制机械臂抓向小人,机械臂的“手指”部分装有压力传感器(或轻触开关代替触觉传感器实现),当抓紧小人时触发单片机控制(入口设一200W白炽灯光感返回或者程序倒退返回)机器人返回,并翻转电机松开洋娃娃。
四、场地模拟有一封闭场地并设立一入口,机器人从入口出发,利用红外线传感器搜索救援目标洋娃娃,没有搜索到时则继续前进,遇到障碍物时侧移并转弯绕过障碍物继续前进,直到接近目标控制机械臂抓紧小人并返回,途中屏蔽掉红外线感应,只绕过障碍返回。
返回到达入口白炽灯处手部电机反转松开小人并复位。
五、机器人运作流程图:六、电路模块设计1.超声波发射电路:2.超声波接收电路:3.红外线发射电路:4.红外线接受电路5.直流电机的驱动电路6. 5V与12V直流电源电路7.压力或触觉传感器8. 步进电机驱动电路(1):步进电机驱动电路(2)七、红外线搜索方案原理场地内洋娃娃身上的红外线发射头发射的红外线被机器人身上一个接收头接受到,如果这个接收头不是正前方的接收头(蓝色框表示),假设它被右方的接收头接收到,则触发单片机控制底盘步进电机右转(2个相对步进电机同向同速转动带动2个车轮一正转一反转,可实现机器人原地转向),直到正前方的接收头接收到红外线后就触发单片机控制机器人向目标前进。
救援机器人毕业设计

目录摘要及关键词 (1)1 引言 (1)1.1选题的背景和意义 (1)1.2 国内外的发展趋势和研究现状 (2)2 救援机器人的机械设计 (3)2.1机器人的移动机构设计 (3)2.2机器人运动分析 (5)2.3机器人的传动系统设计 (9)3 救援机器人的控制系统设计 (11)3.1硬件设计 (12)3.2智能机器人的软件设计 (15)4 结论 (17)参考文献: (19)谢辞............................................................................................................... 错误!未定义书签。
救援机器人的设计摘要:本设计是一种可携带的履带式救援机器人,它集成了机械工程、电子技术、智能控制、计算机科学等多科领域先进研究成果,在救援中可用于环境勘探、破障、目标指示跟踪,可以为救援人员提供有效的信息以便做出最有效的措施。
本论文的研究目的是设计机构新颖、具有独创性、可携带抗冲击的智能移动机器人。
关键词:可携带履带式机器人;虚拟仿真;复合移动1 引言1.1选题的背景和意义煤炭工业是我国国民经济的基础产业,煤炭在我国能源发展格局中的基础地位是稳固的前景是广阔的建国。
50多年来,煤炭作为我国的主要能源,在一次能源消费结构中占有大部分比例。
随着我国国民经济的快速发展,人民生活水平的不断提高,国家对能源的需求将有大幅度的增加[1]。
针对我国煤炭事故的不断增多,且救援水平较低的现状,研究适用于井下瓦斯、煤尘爆炸等重大事故后,能够代替人及时进入事故现场,监测井下环境状况、准确的判断井下作业人员的受困位置以及获取环境信息的煤矿救援机器人系统,实现煤炭矿灾后科学救援,最大限度的减少人员伤亡和财产损失,从而提高我国煤矿安全事故的救援水平具有非常重要的意义。
随着经济的快速发展煤炭的消耗越来越大,而我国的煤炭事业大多数为矿工开采,所以存在的不安全因素很多,瓦斯煤尘和火灾等灾害事故频繁发生,灾害事故严重伤害矿工和造成重大经济损失。
六轮式多功能智能抢险机器人的设计

六轮式多功能智能抢险机器人的设计六轮式多功能智能抢险机器人是一种基于人工智能和机器人技术的智能化设备,能够快速响应抢险救援任务,对恶劣环境进行检测和处理,实现多项功能,适用于各种复杂的场景。
本文将介绍六轮式多功能智能抢险机器人的设计方案,包括机器人的结构、功能模块、控制系统和算法。
一、机器人的结构和功能模块六轮式多功能智能抢险机器人的结构是由底盘、机械手臂和传感器组成。
1.底盘:机器人的底盘采用六轮驱动设计,每个轮子都装有电机和减速器,可以实现前后左右移动和旋转等操作。
底盘可以根据不同的任务需求进行配置。
2.机械手臂:机械手臂是机器人的重要部分,可以完成精细的工作,如救援、修缮、搬运等。
机械手臂具有独立的驱动系统,可以根据工作需求进行调节。
3.传感器:机器人的传感器系统包括激光雷达、摄像头、温度传感器和气体传感器等。
可以实现机器人对周围环境进行检测和监控,保证机器人在复杂环境中可靠地工作。
二、控制系统六轮式多功能智能抢险机器人的控制系统采用分层控制结构,将软件和硬件进行有效地分离。
控制系统包括硬件控制板和软件控制层。
硬件控制板:硬件控制板由主控板,驱动板以及通信板组成。
通过CAN总线连接控制板和电机驱动板,实现机器人底盘的运动控制。
同时,硬件控制板还集成了传感器的数据采集和处理功能,将实时数据传输给软件控制层。
软件控制层:软件控制层主要负责机器人的运行控制和任务规划。
软件控制层采用ROS系统实现,通过上位机程序进行控制和任务下发。
三、算法机器人的算法主要包括定位和路径规划算法、避障算法和机械臂控制算法。
1.定位和路径规划算法:机器人的定位采用激光雷达和视觉系统,实现机器人在未知环境中的定位和导航。
机器人路径规划采用A*算法,能够在快速移动中通过避障点实现路径规划。
2.避障算法:机器人的避障采用激光雷达和视觉系统实现环境感知,结合避障算法实现机器人的自主导航与避障,提高机器人的安全性和工作效率。
3.机械臂控制算法:机械臂控制算法采用PID算法实现,提高机械臂的精度和稳定性,能够实现对复杂环境中各种工具和设备的操作。
多功能辅助救援机器人设计说明书
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辅助救援机器人设计说明书单位:吉林大学机械科学与工程学院创作成员:郭亚辰何佳龙周文成马浚铭邱幸指导老师:曲兴田王幼林二零一零年五月目录1.产品研发背景 (3)2.产品结构及工作原理 (3)3.技术参数计算 (9)4.关键部位校核 (10)5.产品创新点 (12)6.产品改进方案 (13)7.产品推广前景 (14)8.参考文献 (14)9.文档附录 (15)1、产品研发背景地震是众多自然灾害中危害较大的一种,不仅带来巨大的财产损失,更造成严重的人员伤亡。
而地震因其本身的突发性等特征难以被预测,因此加强灾后救援力度就显得尤为重要了。
地震后的救援工作主要分为两步,首先是对受困人员生命体征的探测,使用生命探测仪、热红外生命探测仪、“蛇眼”、声波振动生命探测仪、搜救犬、救援机器人等,探测到被困人员的位置后,第二步便是及时展开救援工作了。
现有的救援机械多为重型机械,不适合复杂路况的行驶,而且在短时间内难以运送至受灾地点,因此在救援过程中常常需要使用一些小型的辅助救援工具。
目前我国使用的该类工具主要包括千斤顶、小气垫等,其作用是在发现受困人员时将压在其身上的楼板支起。
事实证明千斤顶、小气垫的承重能力较强,但自动化程度相对较低,需要靠救援人员深入废墟中心将其放置在相应的位置。
在放置过程中,由于救援人员的自重较大(按75Kg计算),很容易造成废墟的二次坍塌。
为了有效地解决这一问题,我们设计制作了该辅助救援机器人,它具有自重小、成本低,便于救援人员携带等特点。
本设计将杆式起重机构与行走机械加以组合,并利用机电一体化的原理进行统一控制,提高了原有起重机械的自动化程度,有效地避免了二次坍塌的发生。
2、产品结构及工作原理图2.1所示为产品的三维结构图2.1 产品三维结构简图2.1行走部分一般救援机械的行走机构分为轮式和履带式两种。
轮式行走机构的特点在于行进速度快,易于控制,但越障能力不强,且与地面接触面积小,产生较大的压强。
地震救援机器人设计及制作

引言
项目简介
技术方案
《地震救援机器人的设计与制作》
总结
技术方案 机器人整体前进
引言
项目简介
技术方案
《地震救援机器人的设计与制作》
总结
技术方案
清除障碍过程
机器人初始化过程中,启动气泵电机,控制电磁阀的动作,气缸系统完成挖 掘机械手的初始化。 在前移过程中,通过 程序控制气缸系统中 的电磁阀,让机器人 的挖掘机械手可以在 前进中保持稳定。
引言
项目简介
技术方案
《地震救援机器人的设计与制作》
总结
总结
❖ 地震救援机器人是针对全国各个地震多发区(例如云南的几条地震带)的灾后救援难题进行 设计的,在机器人模块组合合理和控制系统稳定的情况下,可以实现复杂灾后环境的道路清 理及救援工作。
引言
作品简介
技术方案
《地震救援机器人的设计与制作》
总结
地震救援机器人的设计与制作
引言
项目简介
技术方案
《地震救援机器人的设计与制作》
总结
技术方案
地震救援机器人的设计与制作
本项目所设计的机器人以开辟救援通路为主要任务,当其进入工作区域后开启清除障碍功能。 我们充分利用学院慧鱼实验室内的慧鱼器件,搭建了整个救援机器人的机械结构,并利用慧鱼 开发板完成了机器人的自动化控制。我们对项目申请时的预定方案进行了优化改进,救援机器 人的整个运动过程由原来的腿部前移、主体前移和清理障碍三个过程精简化为机器人整体前进 和遇到障碍后停下来清除障碍两个过程。
引言
设计 总结
引言 v 现如今,随着自然灾害和各种突发事故发生的越来越多,在灾难救援过程中,救援人员
和救援设备通往灾区的道路并不顺畅,经常被堵在路途中,耽误了不少黄金救援时间。 在这种紧急而危险的情况下,急需要一种救援机器人为救援人员和设备开辟救援通道。
一种多功能搜救机器人的设计

一种多功能搜救机器人的设计在当今社会,各种自然灾害和人为事故时有发生,如地震、火灾、矿难等。
在这些紧急情况下,及时有效的搜救工作至关重要,它关系到被困人员的生命安全。
然而,由于灾害现场环境复杂、危险,给搜救工作带来了极大的困难。
为了提高搜救效率和安全性,设计一种多功能搜救机器人具有重要的现实意义。
一、设计背景在面对重大灾害和紧急情况时,传统的搜救方法往往存在诸多局限性。
例如,救援人员在进入危险区域时可能面临生命威胁,而且人类的感官和体能在恶劣环境下也会受到很大限制,难以全面、快速地搜索到被困人员。
此外,一些灾害现场可能存在有毒气体、高温、浓烟等危险因素,进一步增加了搜救的难度。
为了克服这些困难,利用先进的技术手段开发一种能够适应复杂环境、高效执行搜救任务的机器人成为了迫切的需求。
这种多功能搜救机器人应具备自主导航、环境感知、生命探测、通信联络等功能,能够在危险环境中代替或协助救援人员进行工作,提高搜救的成功率和效率。
二、功能需求1、自主导航机器人需要能够在未知环境中自主行走,避开障碍物,规划最优路径。
这就要求它具备先进的传感器系统,如激光雷达、摄像头、超声波传感器等,以实时感知周围环境,并通过算法进行路径规划和决策。
2、环境感知能够对灾害现场的温度、湿度、气体浓度等环境参数进行检测,为救援人员提供重要的环境信息。
同时,还应具备对废墟结构、地形地貌等的感知能力,以便更好地评估危险程度和制定搜救策略。
3、生命探测具备多种生命探测技术,如热成像、声音检测、心跳检测等,能够快速准确地发现被困人员的位置和生命体征。
4、通信联络与指挥中心和救援人员保持稳定的通信,实时传输搜救数据和图像,以便指挥人员做出决策。
5、机械操作能够执行一些简单的机械操作,如搬运障碍物、打开门窗等,为救援工作创造有利条件。
三、机械结构设计1、机身采用坚固耐用的材料制造,如铝合金或碳纤维,以保证在恶劣环境下的稳定性和可靠性。
机身设计应具备良好的防护性能,能够抵御冲击、碰撞和恶劣的气候条件。
多功能救援机器人机构设计与机架制作
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口 曾 欣 口 李 恩 田
6 4 4 0 0 3 宜 宾 职 业 技 术 学 院 现 代 制 造 工 程 系 四 川宜 宾
摘
要: 对 用 于 地震 灾 害救 援 的 多功 能救 援 机 器人 , 进 行 机 构 设 计 与 机 架制 作 探 讨 。 通过 对 机 器人 机 身 杆件 的 自由度
l 弹簧导柱与控制系 I { 统箱体采用粘接方 l ; 式连接 I
控制系统箱体
三
减振弹簧
蕊 主 1 赫 鬈 勃弹 % / … 簧 ’ 导 柱
▲ 图 6 理 论 极 限 越 障 姿 态
=
▲ 图 7 弹 簧 减 振 结 构 图
▲ 图 8 机 身 运 动 受 力 图
( c o s / 3 ) / 2 - d s i n
( 3 )
式 ( 3 ) 一 式 ( 2 ) 得 :
( C O S / 3 ) / 2 一( d + a ) s i n 一[ e c o s (  ̄ ) ] / 2 - r = O
同时还 可 以得 到 :
( 4 )
具 下 面 主 要 介 绍 对 该 机 器 人 的 机 构 设 计 与 机 架 制 作 的分 析 和 实 践
1 机 构 设 计
通 过 平 面 四杆 机 构 的 优 缺 点 总 结 . 将 其 利 用 于 多 功 能 机 器 人 机 构 的 设 计 与 研 究 1 . 1 机 构 自由 度 计 算 根 据 平 面 四 杆 机 构 的 基 本 特 性 与 运 动 机 构 的 运
=3×3—2×4—0= l
子 P I 遇 到 障 碍 物 以
六轮式多功能智能抢险机器人的设计
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六轮式多功能智能抢险机器人的设计随着现代科技的发展,抢险救灾工作得到了越来越多的关注。
在一些紧急的情况下,人们往往需要进行抢险救灾工作,但由于现场环境复杂、危险性高以及人力不足等问题,所以需要一些智能化的机器人来进行抢险救灾工作。
本文将针对这一需求设计一种六轮式多功能智能抢险机器人。
设计目标:1. 多功能性:机器人应该能够执行多种任务,如搜救、物资运送、施救等。
2. 智能化:机器人应该能够独立进行环境感知、路径规划和决策制定。
3. 稳定性:机器人应该能够在各种复杂地形和恶劣环境下保持稳定运行。
1. 机器人结构设计机器人采用六轮式结构,可以实现更好的平衡和稳定性。
六个轮子采用独立悬架设计,可以适应不同的地形,同时提高了机器人的通过性。
机器人的主体采用高强度合金材料,具有一定的抗压和防护能力。
主体上设置了相机、激光雷达、红外传感器等多种传感器,用于环境感知和路径规划。
2. 智能控制系统设计机器人采用多传感器融合的方式进行环境感知,同时结合SLAM技术进行地图构建和定位。
通过对环境信息的实时监测和分析,机器人可以自主规划最优路径,并进行自主决策。
机器人配备了高性能处理器和深度学习算法,可以实现图像识别、目标追踪等功能,对于需要搜救和施救的情况具有较强的应对能力。
3. 多功能模块设计机器人配备了多种功能模块,如机械臂、载货舱、应急设备等。
机械臂可以实现抓取、救援和维修等操作,具有较高的灵活性和精准度。
载货舱可以用于运送医疗物资、食品和水等急需物资。
应急设备模块包括呼吸器、手电筒、红外测温仪等,用于应对不同的紧急情况。
4. 通信与控制设计机器人配备了无线通信模块,可以通过无人机或地面指挥中心进行远程控制和监控。
同时具备自组网和自组织通信的能力,可以与其他抢险机器人进行协同作业。
机器人本身还具有一定的自主救援能力,可以进行一些简单的决策和操作。
5. 电源设计机器人采用可充电式锂电池供电,具有较长的续航能力。
地震救援机器人设计说明书
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地震救援机器人设计说明书参赛单位:华北科技学院作者:孙浩然梁陈赞冯忠豪刘俊指导教师: 田忠友王海鹏目录一.作品简介 (1)二.主要功能指标 (2)三.工作原理 (4)四.运动分析 (5)4.1腿部移动过程 (5)4.2主题迁移过程 (6)五.动力分析 (8)5.1 单独由电机提供动力 (8)5.2 由气缸和电机共同提供动力 (9)六.实用化的可能 (11)七.市场前景 (13)八.作品外形照片 (14)九.参考文献 (16)一.作品简介该作品是基于地震救灾为背景而设计研发的,是一种能够起清障作用、标记事故地点、探索救援道路的先进设备。
该作品具有灵活、操作简便、适用性强、拓展功能多的特点,非常适用于救灾抢险工作。
高度智能化和自动化是本作品的又一大特点,也是具备强势竞争力的一大优势。
同时,采用了先进的控制系统和算法,是系统的通用性和适用性进一步增强,能够出色完成各项任务。
本作品由中心搭载平台,四条安装在平台四角的机械腿,中部的两部液压支架以及构建在平台上的挖掘装置组成。
机械腿由关节电机带动实现腿部移动,由安装其上的蜗杆装置实现腿部伸缩,四条腿依次移动后再次转动电机实现机械本体的整体前进。
达到预定位置后平台上的气泵开始工作,带动整个装置的升降掘进,起到了除障清路的作用。
同时腿部结构设计比较先进,使机械体具有一定的越障能力,摆脱了传统救灾设备行动能力不足的缺陷,对灾区环境有很强的适应能力。
双模的行进机构使得系统灵活性和机动力极大增强。
轮式行进可使机器人快速机动,灵活部署;机械腿行进可使机器人工作平稳,深入灾区。
采用双模互换的行进方式既能节省宝贵时间,又能提高工作效率,同时兼具节能的特点。
二.主要功能指标该机器人是着眼于地震灾区的各类救援任务而开发的,其独树一帜的外形设计和结构设计使其能够遂行地震灾区的各种搜救、援助、运输、支承等任务。
首先,通过加装红外感应器材和探人雷达等仪器设备,使其能够在较大范围内执行地震灾区的搜救任务,机器人的中心搭载平台采用模块化设计,可以根据实际需要即时更换设备进行搜救工作。
基于机器人学的灾害救援机器人设计与实现
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基于机器人学的灾害救援机器人设计与实现灾害救援是一个重要的任务,机器人学技术在这方面发挥了重要作用。
本文将讨论基于机器人学的灾害救援机器人设计与实现。
灾害救援机器人是利用机器人学技术,通过无人机、机器人等自动化设备和系统进行的救援行动。
它们具有自主感知、决策和执行任务的能力,可以在灾害发生后的危险环境中扮演关键角色。
在灾害救援机器人设计中,首先需要考虑的是机器人的外形和结构。
由于灾害现场通常有很多障碍物和不可预测的环境因素,机器人应具备较好的机动性和适应性。
例如,四足行走机器人可以在不平整的地形上行进,而轮式机器人可以在平坦的地面上快速移动。
选择合适的外形和结构可以提高机器人的适应能力和作业效率。
其次,机器人的传感器系统也是设计中的重要组成部分。
传感器可以帮助机器人感知周围的环境,从而做出合理的决策。
例如,红外传感器和摄像头可以检测热源和图像,帮助机器人找到被困的人员。
激光测距仪可以测量距离,避免机器人碰到障碍物。
同时,传感器系统还应具备高度自动化和实时数据处理的能力,确保机器人对灾害现场的感知准确可靠。
在机器人的行为控制方面,路径规划和导航是关键技术。
路径规划能够根据环境中的障碍物和目标位置,找到最优的行进路径,提高机器人的效率和安全性。
导航算法可以根据机器人的传感器数据和内部模型,实时更新机器人的位置和方向,确保其精确到达目标位置。
同时,还需要考虑机器人与环境和其他机器人之间的协调和合作,这可以通过通信和协同算法实现。
在执行任务时,机器人的机械臂和工具也是重要的组成部分。
机械臂可以帮助机器人进行救援和搬运任务,例如拖曳被困者或搬运物资。
此外,还可以根据需要装备各种工具,如摄像头、红外激光器等,以满足不同的任务需求。
总之,基于机器人学的灾害救援机器人设计与实现是一个复杂而关键的任务。
通过合理的外形和结构设计、高度自动化的传感器系统、先进的行为控制和任务执行技术,可以提高机器人在灾害救援中的效率和安全性。
地震救援机器人设计说明书资料
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地震救援机器人设计说明书参赛单位:华北科技学院作者:孙浩然梁陈赞冯忠豪刘俊指导教师: 田忠友王海鹏目录一.作品简介 (1)二.主要功能指标 (2)三.工作原理 (4)四.运动分析 (5)4.1腿部移动过程 (5)4.2主题迁移过程 (6)五.动力分析 (8)5.1 单独由电机提供动力 (8)5.2 由气缸和电机共同提供动力 (9)六.实用化的可能 (11)七.市场前景 (13)八.作品外形照片 (14)九.参考文献 (16)一.作品简介该作品是基于地震救灾为背景而设计研发的,是一种能够起清障作用、标记事故地点、探索救援道路的先进设备。
该作品具有灵活、操作简便、适用性强、拓展功能多的特点,非常适用于救灾抢险工作。
高度智能化和自动化是本作品的又一大特点,也是具备强势竞争力的一大优势。
同时,采用了先进的控制系统和算法,是系统的通用性和适用性进一步增强,能够出色完成各项任务。
本作品由中心搭载平台,四条安装在平台四角的机械腿,中部的两部液压支架以及构建在平台上的挖掘装置组成。
机械腿由关节电机带动实现腿部移动,由安装其上的蜗杆装置实现腿部伸缩,四条腿依次移动后再次转动电机实现机械本体的整体前进。
达到预定位置后平台上的气泵开始工作,带动整个装置的升降掘进,起到了除障清路的作用。
同时腿部结构设计比较先进,使机械体具有一定的越障能力,摆脱了传统救灾设备行动能力不足的缺陷,对灾区环境有很强的适应能力。
双模的行进机构使得系统灵活性和机动力极大增强。
轮式行进可使机器人快速机动,灵活部署;机械腿行进可使机器人工作平稳,深入灾区。
采用双模互换的行进方式既能节省宝贵时间,又能提高工作效率,同时兼具节能的特点。
二.主要功能指标该机器人是着眼于地震灾区的各类救援任务而开发的,其独树一帜的外形设计和结构设计使其能够遂行地震灾区的各种搜救、援助、运输、支承等任务。
首先,通过加装红外感应器材和探人雷达等仪器设备,使其能够在较大范围内执行地震灾区的搜救任务,机器人的中心搭载平台采用模块化设计,可以根据实际需要即时更换设备进行搜救工作。
地震救援机器人的制作技术
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一种地震救援机器人,本申请机身内有控制电源、电控机构以及干粉灭火剂放置箱,机身两侧各有一组履带结构,机身前侧安装有生命探测仪,机身前侧上方有转盘,转盘上固定有机械臂架,机械臂架内固定有机械臂,下机械臂和上机械臂铰接且铰接处有关机电机,下机械臂下端与机械臂架铰接且铰接处有角度电机,喷头通过支架固定在上机械臂中部,喷头通过水管与机身内干粉灭火剂放置箱相连,上机械臂端部通过机械手爪固定架前端有机械爪供电器,机械爪供电器端部铰接有机械爪。
本技术新型提供一种地震救援机器人,针对现在灾情现场救援困难,难以发现更多被困者,该机器人附带的辅助结构不仅能够更快发现被困人员,也能进入到搜救人员无法进入的地方,进行辅助救援。
技术要求1.一种地震救援机器人,包括机身(3)、机械臂、机械爪(12)和喷头(13),所述机身(3)内有控制电源、电控机构以及干粉灭火剂放置箱,其特征在于:所述机身(3)两侧各有一组履带结构,所述机身(3)前侧安装有生命探测仪(20),所述机身(3)前侧上方有转盘(19),所述转盘(19)上固定有机械臂架(21),所述机械臂架(21)内固定有机械臂,所述机械臂包括下机械臂(10)和上机械臂(11),所述下机械臂(10)和上机械臂(11)铰接且铰接处有关机电机(16)并且通过关机电机(16)驱动,所述下机械臂(10)下端与机械臂架(21)铰接且铰接处有角度电机(17)通过角度电机(17)驱动,所述喷头(13)通过支架固定在上机械臂(11)中部,所述喷头(13)通过水管(14)与机身(3)内干粉灭火剂放置箱相连,所述上机械臂(11)端部通过机械手爪固定架(23)固定且上机械臂(11)前端有机械爪供电器(15),所述机械爪供电器(15)端部铰接有机械爪(12)。
2.根据权利要求1所述的一种地震救援机器人,其特征在于:每组履带结构有一个前部结构和一个后部结构,所述前部结构包括三角连接架(7)、前部履带(8)和前部履带盘(9),所述三角连接架(7)的角处安装有前部履带盘(9),所述前部履带(8)绕在三个前部履带盘(9)上,所述后部结构包括后部履带(4)、后部履带盘(5)和履带盘连接架(6),所述履带盘连接架(6)两端各有一个后部履带盘(5),所述后部履带(4)绕在两个后部履带盘(5)上。
可变位履带式地震废墟搜救机器人的设计

图 2 爬坡过程示意图
3 搜救机器人控制系统的硬件组成 根据地震废墟搜救机器人的结构和功能 ,设计出
搜救机器人爬坡过程示意图如图 2 所示 。 由受力 平衡条件得知 ,机器人重心位于 G 处 ,后轮履带与坡 的接触点为 B 点 。 当机器人的重心作用线不超过 B 点时不会发生颠覆 ,因此该搜救机器人能够爬越的最 大坡角 θ= arctan(d/h) 。
图 3 搜救机器人控制系统结构框图
图 4 可变位履带式地震废墟搜救机器人 3D 模型
摘要 : 针对地震后搜救遇到的问题 , 设计了一款可变位履带式地震废墟搜救机器人 。 首先分析和验证了可变 位履带式机器人的结构特点和可行性 , 然后对机器人的控制系统硬件组成进行了架构 , 在此基础上通过 Pro /E 软件对机器人进行了三维实体建模和整机运动仿真 。 仿真结果表明了可变位履带式地震废墟搜救机器 人运动方式多样 , 满足功能要求 , 具有一定的应用价值 。 关键词 : 机器人 ; 地震搜救 ; 履带 ; 结构设计 ; 运动仿真 中图分类号 : T P242畅 3 文献标识码 : A
2013 年第 4 期 尚满喜 :可变位履带式地震废墟搜救机器人的设计
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前端从动轮的高度达到障碍物高度时 ,此时为搜救机 器人跨越障碍的临界抬臂高度 。 受搜救机器人整体尺 寸的限制 ,前臂最大仰角为 35° ,臂长为 100 mm ,故该 机器人上坡时越障高度为 H = 100sin35° ≈ 57 mm ,能 满足一般震后现场废墟的越障要求 。
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引言
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《地震救援机器人的设计与制作》
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技术方案 机器人整体前进
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技术方案
清除障碍过程
机器人初始化过程中,启动气泵电机,控制电磁阀的动作,气缸系统完成挖 掘机械手的初始化。 在前移过程中,通过 程序控制气缸系统中 的电磁阀,让机器人 的挖掘机械手可以在 前进中保持稳定。
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机器人整体前进
当机器人收到预定指令准备向前移时。分布在机器人左右两侧腿部的两个接触传感器进行初始 状态检测。检测完成后,机器人一侧的三条机械腿开始工作。由于三
条腿在伸缩过程中 不是同步着地的, 因而机器人在向前 移动过程中具备一 定的越障能力。
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地震救援机器人是基于地震救灾为背景而设计研发的,是一种能够起清除障碍作 用、探索救援道路的先进设备。
引言项目简介技Fra bibliotek方案《地震救援机器人的设计与制作》
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该机器人具有动作灵活、操作简单、适用性强、拓展功能多等特点,非常适用于 抢险救灾工作。
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技术方案
机器人整体前进
机器人行走第一步:通过一侧的三条腿各自提升,由电机带动齿轮旋转,三条机械腿上提、下 降过程中向前移动至最大步幅,同时这侧的接触传感器动作,三条腿停下来。 随后另一侧的三条腿重复上面第一步的运动过程。两侧机械腿循环运动,完成机器人的向前移 动。
引言
设计 总结
引言 v 现如今,随着自然灾害和各种突发事故发生的越来越多,在灾难救援过程中,救援人员
和救援设备通往灾区的道路并不顺畅,经常被堵在路途中,耽误了不少黄金救援时间。 在这种紧急而危险的情况下,急需要一种救援机器人为救援人员和设备开辟救援通道。
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引言 4月25日14时11分在尼泊尔发生8.1级地震,震源深度20千米。地震导致公路中断,救援通道阻塞。
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引言
早在1995年日本神户-大阪地震及其后发生在美国俄克拉荷马州的阿尔弗德联邦 大楼爆炸案,揭开了救援机器人技术研究的序幕。
2001年美国911恐怖袭击中美国机器人辅助救援中心和其他一些单位的救援机器 人参与了救援活动。
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技术方案
清除障碍过程 机器人到达障碍处之后,程序就使机器人腿部移动动作结束,挖掘机械手调整到工作位置,通 过控制机械手各个关节部位气缸的电磁阀来操作挖掘机械手的清除障碍工作。
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技术方案 地震救援机器人演示视频
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总结
❖ 地震救援机器人是针对全国各个地震多发区(例如云南的几条地震带)的灾后救援难题进行 设计的,在机器人模块组合合理和控制系统稳定的情况下,可以实现复杂灾后环境的道路清 理及救援工作。
引言
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地震救援机器人的设计与制作
本项目所设计的机器人以开辟救援通路为主要任务,当其进入工作区域后开启清除障碍功能。 我们充分利用学院慧鱼实验室内的慧鱼器件,搭建了整个救援机器人的机械结构,并利用慧鱼 开发板完成了机器人的自动化控制。我们对项目申请时的预定方案进行了优化改进,救援机器 人的整个运动过程由原来的腿部前移、主体前移和清理障碍三个过程精简化为机器人整体前进 和遇到障碍后停下来清除障碍两个过程。