灾后救援机器人的机械结构设计
基于应急救援的机器人设计研究
基于应急救援的机器人设计研究摘要：随着科技的不断进步和人们对生命安全的严重关注，援救机器人在应用领域方面也有了很大的发展空间。
援救机器人是一种能够在危险环境下执行任务，提供救援及支援服务的机器人。
本文所设计的应急救援机器人使用同轴麦轮作为机械的移动的底盘。
能适应绝大多数地形。
并且能够很好的通过较为狭小的过道。
自适应能力极强。
底盘采用高度结构化。
更易于维修和拆卸。
机器人采用ABBIRB460机械臂。
结构简单方便，工作效率高，采用快拆设计，通过两颗螺丝更换更多类型机械爪，实现更多功能。
机器人整体体积不大易于搬运且结构化易于拆卸和维修。
最后使用DR16作为接收器。
接受范围广。
可在一公里以外进行遥控，信号稳定且价格实惠。
关键词：结构化；救援；机器人；引言：目前，援救机器人广泛应用于自然灾害、人工灾害、救援等领域在现代社会发展的进程中，人们的生活方式、生存环境和风险事件变得越来越复杂和多元化，同时人类也缺少对应的应急救援技术和设备，如遭受自然灾害、肆意街头暴力、特大传染病、恐怖袭击等各种突发事件。
在应对这些突发事件时，应急救援机器人的角色变得越来越重要，但是当前市场上缺少满足应急救援的特种车辆，在这样的背景下，开发应急救援机器人项目势在必行。
一、应急救援机器人结构设计1.应急救援小车核心参数重量、尺寸等，其中尺寸和重心高度可参考1表。
表1应急救援机器人核心参数名称参数重量（kg）17.8长、宽、高（mm）810.510.430重心高度（mm）170机械臂自由度3移动速度（m/s）前进：3.9平移：3.2最大上坡度数（°）纵向：15横向：142.底盘部分小车底盘使用四麦克纳姆轮共轴结构，每个麦克纳姆轮由单独的3508电机进行驱动。
轮组形式为电机-联轴器-麦轮。
根据测量，单个轮组宽度约为130mm。
因此四麦轮并排排布所需宽度约为520mm，小于最大宽度 1200mm。
因此理论上可以使用普通麦轮进行设计。
履带式救援机器人结构设计及三维建模
履带式救援机器人结构设计及 三维建模
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机器人结构设计
目录
机器人三维建模
履带式救援机器人结构设计及三维建模
本文将介绍一款履带式救援机器 人的结构设计及三维建模
该机器人设计用于在复杂地形和 恶劣环境下进行救援任务，具有 较高的越障能力和稳定性
1
机器人结构设计
PART 1
机器人结构设计
履带式救援机器人的结构设计主要 包括以下几个部分：底盘、电机、
救援工具设计
救援工具是机器人的 重要组成部分，包括 机械臂、切割器、照 明灯等。机械臂具有 多个自由度，可实现 物体的抓取和搬运； 切割器可用于切割阻 碍机器人前进的物体 ；照明灯可为救援现 场提供照明
机器人结构设计
2
机器人三维建模
PART 2
机器人三维建模
履带式救援机器人的三维 建模主要使用CAD软件进 行。以下是建模的步骤
电池、控制电路板和救援工具
机器人结构设计
底盘设计
底盘是机器人的主要支撑结构，采用高强度 铝合金材料，轻量化且坚固耐用。设计时考 虑到机器人的越障能力和稳定性，采用宽履 带设计，具有较好的地形适应性和稳定性
电机设计
电机是机器人的动力 来源，采用无刷直流 电机，具有高效、稳 定、耐用等特点。通 过电子调速器(ECU) 控制电机的转速，实 现机器人的速度控制
机器人三维建模
创建控制电路板模型
在CAD软件中，使用平面视图创建电路板的草图，包括各类接口、元件等。使用拉伸、切 除等命令对草图进行建模，形成完整的电路板模型。将电路板模型与底盘模型进行装配， 确定其安装位置和角度。## 创建救援工具模型 在CAD软件中，使用立体视图创建救援工具的模型，包括机械臂、切割器、照明灯等部件 。对于机械臂，需要创建多个自由度的关节结构，并进行约束装配。对于切割器，需要创 建刀片和驱动结构，并模拟其切割效果。对于照明灯，需要创建灯泡和反射罩结构，并模 拟其光照效果
【精品】煤矿救灾机器人设计
摘要煤矿救援机器人是一种能够在煤矿井下灾害环境遥控或自主导航工作的机器人，能代替煤矿的搜救队员深入井下,抢救矿难后被困矿工，并以这种方式减少甚至避免救护队员的伤亡.同时在煤矿爆炸事故后的探测救援过程中,救护人员在井下高温环境下负重作业,其体力以及氧气消耗都很大。
救援机器人主要作用是代替救护人员搬运、转移伤员和遇难者至安全区域，而且救援机器人需要携带必要的救护设备和仪器,因此救援机器人应该具有足够大的尺寸和动力以及良好的续航能力。
首先，本文在满足上述要求的基础上，设计了煤矿救援机器人行走机构的机械部分.在综合比较后选择轮式的行走机构。
同时考虑到救援机器人的特殊工作环境，通过链传动实现了各轮的同步移动，克服了轮式移动机构跨沟能力差及易打滑等缺点。
参照PACKBOT机器人增加摆臂,机器人伸出摆臂有利于越障.其次,详细设计了煤矿救灾机器人控制系统的硬件电路，包括数据采集单元电路、运动控制单元电路、编码器解析单元电路等.关键字：轮式;同步移动；摆臂；数据采集；运动控制ABSTRACTCoalminerescuerobotisonekindofrobotsusedinundergrounddestroyed coalmine.Itcanrescuetrappedminersintheundergroundinsteadofmineres cueteamafterminedisaster。
Itwillavoidcasualtiesofminerescueteaminthisway。
Atthesametimeaftertheexplosionandtherescueprocessofdetectioninthe coalmine,minerescueteaminundergroundloadoperationunderhightempera tureenvironment,andtheirphysicalaswellasconsumptionofoxygenishuge 。
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。
救援机器人结构设计
救援机器人结构设计
一、概述
救援机器人是一种新型机器人，可用于识别地面、水下、空间和低能
区的危险环境，搜寻受困者并发信号，以及搜救和援助受困者等搜救作业。
由于灾害环境特殊，安全性要求高，因此救援机器人结构应具有良好的稳
定性和兼容性，以满足复杂的技术要求。
二、结构设计
（一）结构设计
1.机体结构：救援机器人机体结构采用双节轴膨胀铰接架构，其特点
是结构稳定、不易损坏；机体上设有传感器持续监测前方环境，保证机器
人稳定行驶；机体重心低，采用悬挂式底盘，可有效降低耦合系数，提高
稳定性。
2.推进系统：救援机器人可以采用轮子驱动系统，可在平地、坡道、
河流和其他不规则地形中行驶，具有很强的稳定性；采用爪状车轮可以增
强机器人的抓地力，有效减少滑动；还可以根据不同环境采用飞机、直升
飞机和无人机等飞行器，用于高空救援。
3.传感器：救援机器人配备有多道传感器，包括激光雷达、摄像头、
激光距离传感器、超声波测距仪、红外传感器和全息摄像头等，可以实时
监测周围环境。
地震救援机器人设计说明书
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。
火灾援救机器人系统设计与实现
火灾援救机器人系统设计与实现火灾援救机器人系统设计与实现一、引言近年来，火灾灾害频发，对于火灾的救援工作，人员的安全一直是最首要的问题。
传统的火灾救援工作主要依靠消防员的勇敢与智慧，然而会受到火势、烟雾等因素的限制，很难做到100%的安全。
随着机器人技术的发展，利用机器人进行火灾救援成为一种可行的解决方法。
本文将介绍一种火灾援救机器人系统的设计与实现。
二、系统设计火灾援救机器人系统主要由机器人、传感器、通信模块、控制算法和外部控制终端组成。
下面将对每个部分进行详细描述。
1. 机器人火灾援救机器人应具备较强的机动性与敏捷性，能够在火灾现场自主地进行搜索和救援任务。
机器人应搭载精密的传感器和执行器，能够感知环境和执行各种动作。
2. 传感器传感器对于机器人系统至关重要，能够提供环境信息，包括火势大小、烟雾浓度、温度等。
常用的传感器包括烟雾传感器、红外传感器、温度传感器等。
3. 通信模块通信模块主要用于机器人与外部控制终端的通信，实现远程监控、指令传输等功能。
常见的通信方式包括Wi-Fi、蓝牙、4G 等。
4. 控制算法控制算法是火灾援救机器人系统的核心，决定机器人如何进行搜索和救援任务。
控制算法需要具备判断火势大小、选择最优路径、避开障碍物等能力。
5. 外部控制终端外部控制终端可以是电脑、手机等设备，用于对机器人系统进行远程控制和实时监控。
外部控制终端应具备友好的用户界面和实时数据显示功能。
三、系统实现火灾援救机器人系统的实现需要多个方面的技术支持，包括机器人设计与制造、传感器选择与应用、通信模块选型、控制算法开发等。
1. 机器人设计与制造机器人的设计需要考虑到灵活性、可靠性和稳定性。
应选用轻巧的材料，并合理布置传感器和执行器。
机器人的制造需要确保机器人能够适应火灾现场的环境，同时需要保证机器人能够承受高温和烟雾等因素的影响。
2. 传感器选择与应用传感器的选择要根据实际需求，确保能够准确感知火势、烟雾和温度等信息。
救援机器人毕业设计
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。
机井救援机器人的设计
机井救援机器人的设计机井救援机器人广泛应用于地震、火灾、爆炸和其他危险环境的救援和搜救任务中。
相比人力，机器人在搜救效率、安全性、可靠性等方面都有显著优势。
本文将介绍一种机井救援机器人的设计，该机器人能够在井道中搜救被困人员。
机井救援机器人的机构由下面几部分组成：1.1 底盘和轮组底盘是机器人最底部的部分，其主要作用是支撑机器人的上部构件。
轮组由四个橡胶轮组成，轮子与底盘通过减震系统连接，具有减震和适应不同地形的功能。
1.2机器人笛子机构机器人笛子机构分为上、下两部分。
下部通过一系列齿轮和链条将电动机的动力传递到笛子，上部将笛子嵌入机器人的导向管内，用于传输救援信号。
当机器人进入井道时，上、下两部分笛子机构会自动分离以避免笛子损坏。
1.3机器人传感器机器人配备多种传感器，包括红外传感器、气体传感器和触觉传感器。
这些传感器用于检测环境中的障碍物、检测可燃气体浓度和监测机器人所在的位置。
2. 机器人的动力设计机井救援机器人采用电动驱动，运用锂电池作为动力来源。
2.1电机驱动机器人的推进由差速驱动实现，差速驱动采用两个马达驱动两条前轮的过程中，使得左右两边的轮子速度有所差别，从而实现转向而不影响推进。
2.2电池电器设计机器人采用锂离子电池作为动力供应，以其高能量密度、轻量和长寿命的特点。
机器人还配备了电池保护电路，以防止过充和过放，并防止短路和过电流。
3.1微控制器单元微控制器单元负责监控机器人的传感器和执行器，以及指挥机器人的动作和反应。
3.2数据通信模块机器人配备了WIFI数据传输技术，可以通过无线网络实时将机器人发现的人员和相关信息传输给安全救援人员。
3.3遥控当机器人无法自主地完成任务时，可以通过遥控器控制机器人。
遥控器也可以用于测试和调试机器人的功能和性能。
4. 总结本文介绍了一种机井救援机器人的设计，该机器人具有高效、安全和可靠的特点。
该机器人还采用了多种传感器，并配备了电池保护电路和WIFI数据传输技术。
机井救援机器人的设计
机井救援机器人的设计一、背景随着现代科技的发展和应用，机器人技术已经逐渐融入了各行各业。
在灾害救援领域，机器人作为人类的延伸，可以在复杂、危险环境中发挥重要作用。
水井是人们日常生活的重要来源，但当发生地震、洪水等自然灾害时，水井通常会被埋毁或受损，导致居民饮水困难。
设计一款具有水井救援功能的机器人，能够及时有效地为受灾地区提供帮助，具有重要的现实意义。
二、机井救援机器人设计要求1. 救援范围广：能够适用于不同形状、深度的水井；2. 救援操作简单：能够自主进行水井救援，无需人工操作；3. 救援速度快：能够在灾害发生后迅速投入救援工作；4. 救援安全可靠：具有稳定的结构和可靠的操作机制，确保救援人员的安全；5. 救援自动化程度高：能够通过智能算法进行自主决策和操作，减轻人工干预的压力。
三、机井救援机器人的设计方案1. 机井救援机器人的机械结构设计（1）井口测量装置：通过激光测距、摄像头等设备对井口形状和尺寸进行测量，为机器人的下一步操作提供准确的参数。
（2）爬升机构：采用液压或电机驱动的爬升机构，能够适应不同深度的井壁，实现机器人的垂直移动。
（3）抓取装置：利用机械臂和夹爪设计合理的抓取装置，能够准确抓取井口边缘，确保机器人的稳定和安全。
（4）控制系统：采用先进的感知和控制技术，实现对机器人运动的实时监控和控制，确保救援操作的准确性和安全性。
2. 机井救援机器人的电气设计（1）智能控制系统：利用传感器和定位设备等模块，实现机器人的自主感知和定位，为下一步的救援操作提供准确的位置信息。
（2）数据处理模块：采用高性能的处理器和数据存储设备，实现对感知数据的快速处理和存储，确保机器人在复杂环境中能够快速做出决策。
（3）通信模块：利用无线通信设备，实现机器人与控制中心之间的远程通信和数据传输，为灾区救援提供必要的支持。
3. 机井救援机器人的智能控制设计（1）路径规划算法：利用地图数据和高精度定位，实现对机器人路径的智能规划，确保能够快速到达目标井口。
多功能救援机器人机构设计与机架制作
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
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。
机械毕业设计1110履带式搜救机器人机械结构设计
摘要煤矿灾害尤其是瓦斯煤尘爆炸事故发生后,矿井环境十分复杂,井下因灾受伤人员面临极其危险的状况,需尽快地转移与救护；而救援工作异常困难和危险,往往在救援工作中造成救护人员的伤亡。
研发代替或部分代替救护人员及时、快速深入矿井灾区进行环境探测和搜救工作的救灾机器人具有极其重要的意义。
本论文研究工作的目的是设计结构新颖、具有独创性的可携带、抗一定冲击的履带移动机器人，以能够适应在恶劣环境和复杂路况下工作。
通过在移动系统上加载不同的模块，能够实现搜救机器人不同的使用功能，本研究意义在于为后续设计的搜救机器人提供一个基础的动力平台，以便于能够开发出更多使用功能的搜救机器人。
本研究所设计的搜救机器人移动方案是履带式驱动结构。
该方案采用模块化设计，便于拆卸维修，可以分段自适应复杂路面，并可主动控制两侧翼板模块的转动来调节机器人姿态变化，辅助爬坡、越障和跨沟；机器人经过合理的结构布局和设计后具有良好的环境适应能力、机动能力并能抵抗一定高度的掉落冲击。
所设计的机器人移动机构主要由四部分组成：主动轮减速驱动机构、翼板转动机构、自适应路面执行机构、履带及履带轮运动机构，本论文对上述各部分方案分别进行论证、结构设计计算、3D建模，并设计了搜救机器人虚拟样机。
关键字：搜救机器人；复合移动机构；模块化设计；AbstractCoal mine disasters,especially gas and coal dust explosion, mine environment is very complex and wounded tolls mine face extremely dangerous conditions,be transferred as soon as possible and rescue.and rescue work extremely difficult and dangerous, often resulting in the rescue work in the ambulance casualties.R & D to replace or partially replace the ambulance personnel in a timely manner, quick in-depth environmental exploration and mine disaster relief robot search and rescue work is extremely important The purpose of this thesis is to design novel structure, its unique portable,shock intelligently tracked mobile robot, in order to be able to adapt to the harsh environment and the complicated road to work.Mobile systems loaded by different modules, search and rescue robots can be achieved using different functions, this study is important because other people's search and rescue robot designed to provide a basis for the dynamic platform to facilitate greater use of features can developsearch and rescue robots.This resoarch is moving search and rescue robot crawler.The program is modular in design, easy disassembly maintenance, can be complex adaptive sub-surface, active control can turn on both sides of flange module to adjust the robot pose changes, supporting climbing,obstacle and cross-channel.The design of the robot moving mechanism mainly consists of four components. Active wheel reducer drive mechanism, flange rotation institutions, adaptive road implementing agencies, sports organizations track and track wheels, part of the paper on the above programs were carried out feasibility studies, structural designcalculation, 3D modeling , and design a rescue robot prototype.Key words: search and rescue robots; composite mobile body; modular design目录前言 (1)1 绪论 (3)1.1 课题研究背景及意义 (3)1.1.1 课题研究背景 (3)1.1.2 课题研究意义 (3)1.2 国内外的研究概况 (5)1.2.1 国外研究现状 (5)2.2国内研究现状 (10)1.2.3 发展趋势 (11)2 搜救机器人的总体结构方案设计 (12)2.1 井下复杂环境对救灾机器人的要求 (12)2.2 典型移动机构方案论证分析 (13)2.2.1 轮式移动机构特点 (13)2.2.2 腿式移动机构特点 (14)2.2.3 履带式移动机构特点 (15)2.2.4 履、腿式移动机构特点 (16)2.2.5 轮、履、腿式移动机构性能比较 (17)2.3 本研究采用的行走机构 (17)2.4 救灾机器人性能指标与设计 (18)2.5 本章小结 (19)3矿用搜救机器人运动参数设计计算 (20)3.1机器人越障分析 (20)3.1.1机器人跨越台阶 (20)3.1.2跨越沟槽 (21)3.2斜坡运动分析 (22)3.3 本章小结 (23)4机器人移动平台机械设计 (24)4.1驱动电机的选则 (24)4.1.1基于平地的最大速度的电机功率计算 (24)4.1.2爬坡最大坡度的驱动电机功率计算 (25)4.2 本章小结 (26)5 驱动轮减速器设计 (27)5.1减速器方案分析 (27)5.1.1减速器应满足的要求 (27)5.1.2 减速器方案分析 (27)5.2 减速器的设计计算 (29)5.2.1减速器的传动方案分析 (29)5.2.2配齿计算 (29)5.2.3初步计算齿轮的主要参数 (30)5.2.4装配条件的计算 (34)5.2.5高速级齿轮强度的验算 (35)5.2.6 轴的设计及校核 (44)5.3 本章小结 (46)6移动机构履带及翼板部分设计 (47)6.1履带的选择 (47)6.1.1 确定带的型号和节距 (48)6.1.2确定主从动轮直径 (48)6.1.3确定节线长度和带宽 (49)6.2 翼板部分设计 (51)6.3 本章小结 (51)7机器人摇臂的设计 (52)7.1 摇臂作用概述 (52)7.2摇臂传动减速器设计 (53)7.3本章小结 (55)8 总结与展望 (56)致谢 (58)参考文献 (59)前言我国的煤炭资源十分丰富，是世界上最大的煤炭生产国和消费国。
灭火机器人结构与控制设计
灭火机器人结构与控制设计灭火机器人的结构设计主要包括机器人底盘、机械臂、传感器和灭火装置等部分。
底盘是机器人的基础，负责机器人的移动和平衡控制。
通常采用轮式底盘，具备足够的稳定性和机动性，可以在复杂的火灾现场进行灵活移动。
机械臂是机器人的“手臂”，用于操作灭火装置、搜救受困人员等任务。
传感器是机器人的“感知器官”，用于感知火灾现场的温度、气体浓度等信息，提供给控制系统做出智能决策。
灭火装置是机器人的关键部分，通常采用液态或气态灭火剂进行灭火，具备灭火效果好、灭火范围大的特点。
灭火机器人的控制设计主要包括传感器数据获取与处理、路径规划与导航、灭火装置控制等子系统。
传感器数据获取与处理是指通过传感器获取火灾现场的温度、气体浓度等信息，并进行数据处理与融合，提供给控制系统做出决策。
路径规划与导航是指通过路径规划算法确定机器人的移动路径，并通过导航控制机器人沿着规划好的路径移动到指定位置。
灭火装置控制是指根据火灾现场的实际情况，控制灭火装置的开启、关闭等操作，实现灭火任务的完成。
灭火机器人的控制系统通常采用分层结构，在不同层次上实现控制的任务。
最底层是底盘控制模块，负责底盘的运动控制和平衡控制，通过电机控制系统实现机器人的前进、后退、转弯等动作。
中层是机械臂控制模块，负责机械臂的运动控制和灭火装置的操作控制，通过电机控制系统实现机械臂的伸缩、旋转等动作。
最上层是智能控制模块，负责传感器数据的处理与决策，通过算法实现路径规划、导航和灭火装置的开启、关闭等操作。
灭火机器人的控制算法是实现自主控制的关键。
路径规划算法可以通过地图信息和传感器数据计算出机器人的最优路径，提高机器人的行动效率。
导航算法可以根据机器人的运动状态和传感器数据实现精确的导航控制，使机器人能够准确地达到指定位置。
灭火装置控制算法可以根据火灾现场的温度、气体浓度等信息，实时调整灭火装置的开启、关闭等操作，保证灭火效果和安全性。
综上所述，灭火机器人的结构设计和控制设计是灭火机器人性能和效果的关键。
一种轮履复合救援机器人传动系统的结构设计
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、传动原理与过程
轮履复合救援机器人传动系统的传动原理是基于行星轮系实现的。电机输出 的动力通过行星轮系分配给轮子和履带，其中太阳轮与电机连接，行星轮与轮子 连接，外齿圈与履带连接。通过控制电机的转速和转向，可以实现对机器人的前 进、后退、转向以及速度的调节。
具体传动过程如下：电机输出的动力传递到太阳轮，太阳轮的转动带动行星 轮系中的行星轮转动，进而驱动轮子转动。同时，外齿圈在行星轮系的支点处相 对固定，随着行星轮的转动而转动，进而驱动履带运动。通过调节电机的转速和 转向，可以实时控制机器人的移动速度和方向。
五、未来发展方向
随着科技的进步和社会的发展，轮履复合救援机器人传动系统将会有更多的 应用场景和更高的发展要求。未来，该领域的发展方向主要有以下几点：
1、高性能硬件：随着电机、传感器、控制器等硬件设备的不断发展，未来 轮履复合救援机器人的传动系统将会更加高效、可靠和耐用。同时，新型材料的 出现也将为传动系统的轻量化和小型化提供更多可能。
具体来说，轮子通常采用充气轮胎或实心轮胎，具有较好的弹性和耐磨性， 能够在不同地形上提供稳定的支撑力和移动力；履带则由多个履带板组成，能够 绕过障碍物并承受较大的侧向力，使得机器人能够在复杂地形上稳定行走。传动 装置主要由减速器、差速器、电机等组成，减速器将电机输出的高转速低扭矩转 化为低转速高扭矩，差速器则通过调节左右轮的转速差实现机器人的转向。
2、智能化控制：通过引入人工智能、机器学习等技术，实现对机器人的自 主导航、目标识别、路径规划等智能控制功能，提高机器人在复杂环境下的适应 性和救援能力。
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四、设计与应用实例
本次演示设计的轮履复合救援机器人传动系统已经在实际中得到应用。根据 实际需求，我们在设计中采用了先进的硬件设备和控制算法，实现了机器人对复 杂救援环境的适应性和机动性。具体应用实例包括：
救援机器人工程设计及带式移动系统结构分析
救援机器人工程设计及带式移动系统结构分析救援机器人工程设计及带式移动系统结构分析随着自然灾害频繁发生和人工灾害不断加剧，救援行业对机器人的需求越来越大，机器人逐步成为救援工作的重要装备。
救灾救援机器人可以进入到救援人员无法到达或极度危险的区域，完成救援任务，为人类的生命安全和财产保障做出重要贡献。
其中，带式机器人具有良好的搬运能力和适应性，因此被广泛应用于特殊场合下的救援工作，成为机器人救援领域的重要发展方向。
本文主要介绍了救援机器人工程设计及带式移动系统结构分析的相关内容，主要包括救援机器人结构设计、带式移动系统工作原理、相关技术及优缺点等方面。
一、救援机器人结构设计针对救援机器人在特殊环境下的应用需求，其结构设计需要具备以下要素：（1）机器人需要具有较高的灵活性和智能性，以完成各种复杂任务。
机器人的主体可以采用轮式或带式运动方式，在实际应用中，带式机器人更为实用。
（2）机器人需要具备先进的传感器和控制技术，以便远程控制机器人完成任务。
（3）机器人应该具有较强的抗风能力和适应能力，能够在复杂地形和恶劣环境中快速、安全地移动。
（4）机器人的外壳应该具有较好的耐冲击性和防护性，以保护机器人内部设备的安全与可靠性。
二、带式移动系统工作原理带式机器人移动系统是现代移动机器人的重要部分，它采用一个平行带式结构，通过在带和车轮之间的摩擦力，利用驱动电机或液压泵制动器驱动带式进行运动。
带式机器人的运动特点是具有较强的横向稳定性，即使在不平坦的地面和坡度较大的地面，带式机器人也能快速、安全地运动。
此外，带式机器人还具有较好的负载能力和抗冲击性。
它可以在复杂环境中进行大量的搬运或污染清理工作。
带式移动系统还可以实现仿生机器人的移动方式，即采用软体设计，模仿蛇的运动方式，具有较好的适应性和灵活性，可以完成较为特殊的救援任务。
三、相关技术及优缺点带式机器人技术有以下优点：（1）具备较好的适应性和灵活性，可以完成较为特殊的救援任务。
震后救援机器人结构设计
可根 据 需 要 随 时 调 整 ，可 以 提 高机 器 人 的 复 杂 地
面 通过 能 力 。
机 器 人 复 杂 环 境 的 稳 定 行 进 。变 距 结构 中驱 动 电
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
收稿日期：２ ０ １ ３ － ０ １ －１ ７ 基 金项目：浙江省大学生科技创新项 目：灾后救援机 器人 行走 机构及物 资供给机构研制 （ ２ ０ １ ２ Ｒ ４ ２ ２ ０ １ １ ） 作者简介：刘建君 （ １ ９ ９ ２ 一），山东人 ，本 科生 ，研 究方向为机械制造及其 自动化 。 ．
五趾 骨 部位 和 右 脚 跟 部位 处 的 压 力 传 感器 压 力 值 变 化 变 量 。在 表 中 １ — ６ 列 中 ，变 量 输 出 ‘ ０ ’表 示 压 力值减 小 ； ‘ １ ’表 示 压 力 值 增 大 ； Ｎｕ １ １ ’ 表 示 该 部位 压 力值 无 明 显 变化 。第 ７ 列中， ‘ ｌ ｅ ｇ — ａ ｎ ｇ ｌ ｅ ’代 表 左髋 关节 与 右髋 关 节运 动 状态 ， ‘ １ ’ 表 示 左大 腿 在 右大 腿 前 方或 处 于 两腿 平 行 ； ‘ ０ ’ 表 示左 大 腿在 右大 腿 后方 。Ｇａ ｉ ｔ 变 量为 当前 程 序检 测 步 态 的返 回编 码 值 ； 第９ 列 为 各 个编 码 代 表 的行
２ 和ｒ ｉ ｇ ｈ ｔ一 ３ 分 别 为 右 脚 第 一 趾 骨 部 位 、 第
行 走 中脚 底 压 力 和 关 节 角 度 信 号变 化 ，确 定 当前
人 体 行 走 状 态 。通 过 试 验 证 明 该 系统 可 以实 时 检 测 到 人 体 行 走 中体 行 走 中脚 底压 力和 关 节 角 度 信 息 ， 并 能 识 别人 体 当 前 行走 步 态 ，为 下 肢 外 骨 骼 机 器 人 行 走控 制 系统 分 析 设 计 提 供 参 考 ，进 而 为 今 后下肢 外骨 骼机 器人 的研 究 打下基 础 。
救援机器人
医疗救援机器人设计要求（1）穿越“隧道”通过平台；（2）通过穿越“河道”；（3）对“救援目标”周围清除较大的块状、柱状的障碍物；（4）将“救援目标”从危险区域救出；（5）把救出的“救援目标”放入安全区。
设计方案行进方式方案：双履带式驱动此方案的机器人采用两条履带作为主动力来实现机器人的请进后退及转弯，如图所示。
图履带式机构简图优点：行走稳定，抓地力强，灵活迅速，能够原地360°转弯，因此在穿过隧道的转弯口是能够很明显的展示出其出色的优点，同时在救援抓取物块的时候，因为接地面大，从而能够保证机器人的平稳这一特点，切动力比轮式的大的多（在相同功率的电机下）。
缺点：同轮式驱动的情况相比下，若想达到同样的速度，需要功率更大的电机，同时，履带式驱动机构在加工方面复杂的多，对于精度要求等方面要求更加高，成本也比轮式高的多。
关于通过“河道”的方案选取方案：车体展开过桥不去移到桥体，在通过隧道的时候，将车体的两条履带展开，利用滑轨形式，将车体展开至宽度和桥体宽度一致，然后直接过河。
图机器人初始位置及状态图机器人车体展开图机器人过桥优点：机器的体积小，通过滑轨还控制车的宽度，能够适应不同宽度的桥，在通过隧道的时候就能直接将车体展开，直接上桥过河，时间段，效率高，安全可靠。
缺点：在车体的加工方面要求高，在撑开是履带对地面的摩擦力可能会很大，可能会导致撑不开，需选用大功率的发动机。
由以上三个方案的对比及对操作可靠性的考虑，我们小组一致选用第三方案作为最优方案。
对于取物装置的方案选择方案：四连杆机械手设计成四连杆机械手，将救援物块一块一块的取出。
优点：机械手的灵活性强，作业范围大，小而轻巧，能够适应不同形状的物块。
同时抓取力量较大，能够保证把物块平稳的抓取出来。
缺点：结构复杂，加工起来困难，对于精度、材料要求很高。
救援机器人主要结构、传动方案设计救援机器人的主要结构底盘结构救援机器人底盘由两个独立的履带结构①、主底板②、机械臂水平周转机构③和侧向收展机构④组成，侧向收展机构分为：导轨、滑轮、钢丝绳收放电机、钢丝绳四部分组成：（1）导轨固定外壳与主底板固定；（2）主底板与右侧履带结构刚性连接；（3）导轨移动部分末端与左履带结构刚性连接；（4）钢丝绳两端分别与左履带和右履带固定。
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这种行走 机 构 灵 活 性 很 强ꎬ 适 合 复 杂 的 道 路ꎬ 但由于其结构重力集中在腿足上ꎬ容易被松软地面 和废墟堆杂物中陷住、卡住ꎬ且行走时要随时调整 机构重心达到平衡ꎬ同时这种行走机构制造成本较 高ꎬ装配要求较高.
Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｒｅｓｃｕｅ Ｒｏｂｏｔ ａｆｔｅｒ Ｄｉｓａｓｔｅｒ
ＬＵ Ｋｏｎｇ￣ｂａｏꎬ ＣＨＥＮ Ｈｕａ￣ｙｏｎｇ
( Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒꎬ Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１００１８ꎬ Ｃｈｉｎａ)
随着全球气候的变化以及人为破坏环境的影 响ꎬ近年来地震等自然灾害频频发生ꎬ这类灾难造 成了人员伤亡、财物被毁等巨大损失. 然而灾难导 致的路面坍塌、房屋摧毁、山体滑坡等现象ꎬ阻碍了 救援人员的救援ꎬ同时也给救援人员的人身带来了 安全隐患[１] . 采用救援机器人进行辅助搜救、发送 受灾画面、提供灾情数据是目前常见的一种有效手 段. 因灾后环境恶劣、地面复杂ꎬ对救援机器人的越 障能力和机器人的适应能力都有很高的要求[２] . 机 器人要完成穿越废墟、自主搬运障碍物、发送所需 信息等工作ꎬ从而给救援提供有效方案制定和争取
Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｅｎａｂｌｅ ｔｈｅ ｒｅｓｃｕｅ ｒｏｂｏｔ ｔｏ ａｄａｐｔ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｍｐｌｅｘ ｒｏａｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓꎬ ｔｏ ｅｎｈａｎｃｅ ｉｔｓ ａｂｉｌｉｔｙ ｔｏ ｏｖｅｒｃｏｍｅ ｏｂ￣ ｓｔａｃｌｅꎬ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｒｅｓｃｕｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎꎬ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｒｅｓｃｕｅ ｒｏｂｏｔｓ ｗｉｔｈ ｔｅｌｅｓｃｏｐｉｃ ｃａｒ ｂｏｄｙꎬ ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ ｊｏｉｎｔ ｏｆ ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｇｒａｓｐ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｉｚｅｓ ｏｆ ｃｙｌｉｎｄｅｒｓ ａｎｄ ｃｕｂｏｉｄ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ. Ｂｙ ｄｅｂｕｇｇｉｎｇ ａｎｄ ｔｅｓｔｉｎｇ ｏｆ ｒｅｓｃｕｅ ｒｏｂｏｔꎬ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｏｂｓｔａｃｌｅ ｓｕｒｍｏｕｎｔｉｎｇꎬ ａｃｃｕｒａｔｅ ｈａｎｄｌｉｎｇ ｏｆ ｏｂｓｔａｃｌｅｓꎬ ｔｉｍｅｌｙ ｒｅｓｃｕｅ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ａｒｅ ａｃｈｉｅｖｅｄꎬ ｗｈｉｃｈ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｓｉｍｉｌａｒ ｒｅｓｃｕｅ ｒｏｂｏｔｓ. Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ:ｒｅｓｃｕｅ ｒｏｂｏｔꎻ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｄｅｓｉｇｎꎻ ｍｕｌｔｉ ｊｏｉｎｔꎻ ｔｅｌｅｓｃｏｐｉｃ ｄｅｖｉｃｅ
２
灾后救援机器人的机械结构设计
卢孔宝ꎬ陈华勇
( 浙江水利水电学院 机械与汽车工程学院ꎬ浙江 杭州 ３１００１８)
摘 要:为使救援机器人能适应复杂路况ꎬ增强机器人越障能力ꎬ达到有效救援、施救功能. 结合地震等灾后复杂道 路的实际情况ꎬ 对传统救援机器人的行走机构、机械手臂的机械结构进行了分析比较ꎬ提出优化改进方案ꎬ设计了 一款救援机器人车体可伸缩、机械手多关节可调整ꎬ能有效抓取不同规格圆柱体、长方体的救援机器人. 通过对救 援机器人的调试与试验ꎬ实验结果表明该机器人具有有效越障、准确搬运障碍物、及时施救等功能ꎬ对同类救援机 器人的更多优化设计与研发有一定借鉴意义. 关键词:救援机器人ꎻ结构设计ꎻ多关节ꎻ伸缩装置 中图分类号:ＴＨ１２２ 文献标志码:Ｂ 文章编号:１００８ － ５３６Ｘ(２０１８)０２￣００５４￣０５
收稿日期:２０１８￣０１￣２８ 作者简介:卢孔宝(１９８２ － ) ꎬ男ꎬ浙江湖州人ꎬ实验师ꎬ主要从事 数控加工技术、机电产品研制与改造.
宝贵救援时间提供参考和帮助. 因此研发适应复杂 恶劣环境的救援机器人具有一定现实意义.
１ 传统救援机器人行走结构分析
现有传统的救援机器人行走机构主要有轮式、 履带式、腿足式等. 这些行走机构在复杂道路环境 下都有各自的优点ꎬ同时也存在不足之处ꎬ选取了 常见行走机构对地面适应性、越障能力、经济性和 加工装配方面等进行分析ꎬ以此为依据提出优化设 计的方案. １. １ 轮式行走机构
第 ３０ 卷 第 ２ 期 ２０１８ 年 ４ 月
浙江水利水电学院学报 Ｊ. Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖ ｏｆ Ｗａｔ. Ｒｅｓ ＆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗ.
ＤＯＩ: １０. ３９６９ / ｊ. ｉｓｓｎ. ２０９５￣７０９２. ２０１８. ０２. ０１２
Ｖｏｌ. ３０ Ｎｏ. Ａｐｒ. ２０１８
轮式行走机构机械机构相对简单ꎬ通常适应在 道路相对平坦的场合ꎬ其越障能力主要取决于轮子 直径和电机驱动力ꎬ由于其行走主要依靠轮子与地
第２期
卢孔宝ꎬ等:灾后救援机器人的机械结构设计
５５
面的线接触ꎬ其适应能力相对较差ꎬ但该行走机构 具有加工装配比较方便ꎬ费用低廉等特点[３] . １. ２ 履带式行走机构
综合上述几 种 常 见 行 走 机 构ꎬ 在 适 应 性、 越 障 功能、制造成本等方面进行了综合评价(见表 １).
表 １ 常见行走机构综合评价指标
行走机构类型 轮式
履带式 Байду номын сангаас足式
适应性 差
较好 好
越障能力 差
较好 好
制造成本 低 低 高
通过常见行走机构综合评价指标ꎬ发现履带式 的行走机构相对适合灾后环境中行走ꎬ但还存在一 定缺陷ꎬ需要在传统履带式行走机构的基础上进行 优化设计ꎬ提出了行走机构的本体进行伸缩可变ꎬ 一定程度上可避开及其恶劣的道路环境ꎬ由此提高 行走机构的越障能力和适应性.