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

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

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

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

參與“9·11”

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文4執(zhí)行不同任務(wù)時快速更換，和Urbot一同負(fù)責(zé)建筑內(nèi)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(jī)器人，可根據(jù)障礙物的不同，靈活地調(diào)整底盤姿態(tài)，具有很強(qiáng)的地形適應(yīng)能力[13]，可攜帶4個變焦照明相機(jī)，能夠出色完成災(zāi)害現(xiàn)場探測任務(wù)[14]。2011年日本9.0級地震導(dǎo)致福島核電站反應(yīng)堆故障，事故發(fā)生后，Packbot被派往反應(yīng)堆廠房內(nèi)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(yīng)堆廠房執(zhí)行探測任務(wù)的Quince機(jī)器人（如圖1-3）來自日本千葉大學(xué)，它采用單獨驅(qū)動的四擺臂履帶底盤，輕巧的體型使其能夠在復(fù)雜環(huán)境中靈活移動。Quince配備了紅外相機(jī)和二氧化碳傳感器，可完成災(zāi)后現(xiàn)場被困人員探測搜索任務(wù)。在反應(yīng)堆廠房作業(yè)時，環(huán)境中的高劑量輻射對機(jī)器人的電氣系統(tǒng)及信號傳輸系統(tǒng)都產(chǎn)生很強(qiáng)的干擾，使Quince無法在反應(yīng)堆廠房內(nèi)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(jī)器人同時期地震救援過程中，RoboCue與“爬行者”兩款機(jī)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(wù)。搭載兩條機(jī)械臂，可以辨認(rèn)傷員，并將他們轉(zhuǎn)移到自己的擔(dān)架上，機(jī)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(jī)器人（如圖1-5），可將傷員轉(zhuǎn)移至最大承載250lb的機(jī)器人內(nèi)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(jī)器人圖1-5“爬行者”機(jī)器人同樣，中國各高校和研究所也針對災(zāi)害救援機(jī)器人開展大量的研發(fā)工作。中科院沈陽自動化研究所設(shè)計研制的狹隙搜索機(jī)器人與表面搜索機(jī)器人，如圖1-6、

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]礦用救援機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 劉建.中國礦業(yè)大學(xué) 2014

碩士論文
[1]面向人機(jī)交互的七自由度服務(wù)機(jī)械臂柔順控制研究[D]. 汪超.南京郵電大學(xué) 2019
[2]純電動履帶式遙控綠籬機(jī)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的設(shè)計與研究[D]. 宋星亮.長安大學(xué) 2019
[3]微型履帶山地拖拉機(jī)性能分析與仿真[D]. 劉虹玉.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2014
[4]履帶式多功能果園作業(yè)平臺的設(shè)計與研究[D]. 孫振杰.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
[5]井下探測機(jī)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(xué) 2007



本文編號：3583588