1、障爬坡能力，以及防爆防水耐高温视觉防尘等功能。.典型移动机构方案论证分析便携式机器人按移动方式分主要有轮式履带式腿足式三种，另外还有步进移动式蠕动式混合移动式蛇行移动式等。轮式移动机构特点轮式移动机构在救灾机器人中是最为普通的运动方式，轮式机器人移动机构普遍具有结构简单运动速度快能源利用率高的机动性好强的特点，同时具有自重轻不损坏路面作业循环时间短和工作效率高等优势。控制的角度看，编程简单并有较高的可靠性，每个轮子都可以独立驱动。与履带式移动机器人相比，当跨越不平坦地形时，轮式机器人有着固有的不足，限制了其运动能力，其稳定性和对环境的适应性完全依赖于环境本身的状况，对于进入复杂的环境完成既定任务存在严重的困难。轮式移动机构按轮的数量可分为轮轮轮轮轮。该结构存在着定的局限性，只能在相对平坦表面较硬的路面上行驶，如遇到软性地面如沼泽草地雪地沙地等容易打滑沉陷，但可根据具体。

2、设计采用二级减速传动，依传递运动和转矩，又根据减速箱空间的限制采用二级行星齿轮减速器。.减速器的设计计算减速器的传动方案分析根据上述设计要求可知，该行星轮减速器传递功率高，传动比较大，工作环境恶劣等特点。故采用双级行星齿轮传动。型结构简单，制造方便，适用于任何情况下的大小功率的传动。选用由两个型行星齿轮传动串联而成的双级行星齿轮减速器较为合理，名义传动比可分为进行传动。配齿计算根据型行星齿轮传动比的值和按其配齿计算公式，可按第级传动的内齿，行星齿轮的齿数。先考虑到该行星齿轮传动的外廓尺寸，故选取第级中心齿轮数为和行星齿轮数为。根据内齿轮，则。对内齿轮齿数进行圆整后，此时实际的值与给定的值稍有变化，但是必须控制在其传动比误差范围内。实际传动比为其传动比误差根据同心条件可得行星轮的齿数为所求的适用于非变位或高度变位的行星齿轮传动。再考虑到安装条件为整数第二级传动比为，选择。

3、度和电机的特性，确定其运动过程最大加速及爬升都陡坡的快速性。.本章小结本章重点围绕矿用履带搜救机器人的爬坡性能越障性能跨沟性能三方面，对机器人移动原理井下气候灾害后，井下通风系统常受到破坏，使井下气候发生明显的变化，常见瓦斯和粉尘浓度增大，灾变区域的温度湿度增加，风量减少。所以二次瓦斯爆炸的危险也常常是影响救护队员及时下井救护的个主要因素。为了在高瓦斯下安全工作，搜救机器人需要进行矿用隔爆兼本安型设计元件在井下温度变化范围内应能可靠地工作为了防止煤尘和积水进入车体内部和运动副，厢体要进行密封防水设计。光照与烟雾井下无自然光，机器人只有自带光源。事故后，往往烟雾充斥巷道和工作面，能见度低，对照明产生定影响。能源使用井下专用蓄电池供电。因此，井下的特殊环境要求所设计的搜救机器人形体较小，载荷较大，运动灵活，具有通过狭小空间碎煤和岩石区的能力，能够实现较大弧度的转动，较强的。

4、以减缓沿齿宽载荷分布不均匀的现象。用于载荷比较平衡的场合。同轴式齿轮减速器横向尺寸较小，两对齿轮侵入油中深度大致相同。但轴向尺寸和重量较大，且中间轴较长刚度差，沿齿宽载荷分布不均匀，高速轴的承载能力难以充分利用，适合小型微型机械适用。蜗轮蜗杆减速机的主要特点是具有反向自锁功能，可以有较大的减速比，输入轴和输出轴不在同轴线上，也不在同平面上。但是般体积较大，传动效率不高，精度不高。行星减速器其优点是结构比较紧凑，回程间隙小精度较高，使用寿命很长，额定输出扭矩可以做的很大，但价格略贵。另外行星减速箱，有平齿和斜齿种，精度和价格都有不同。谐波减速器的谐波传动是利用柔性元件可控的弹性变形来传递运动和动力的，体积不大精度很高，但缺点是柔轮寿命有限不耐冲击，刚性与金属件相比较差，输入转速不能太高，价格较高。根据复杂路况下搜救机器人的行驶速度及各项工作要求，综合各种减速器的特点，本。

5、履带式机器人可以看做爬越凸台障碍。越障分析履带式移动机器人跨越沟槽时，机器人重心不断向前移动，当重心越过沟槽边缘时，受重力作用，机器人将产生前倾现象，运动不稳定。由机器人质心变化规律可知机器人重心在以为半径的圆内，由于摆臂展开后机器人履带与地接触长度变大，为了计算最大跨越壕沟宽度，摆臂履带应处于展开状态。图跨越沟槽示意图机器人在平地图跨越沟槽的宽度在角度为的斜坡图上跨越沟槽的宽度.斜坡运动分析机器人在斜坡上运动时，起受力情况如图所示，机器人匀速行驶或静止时，其驱动力图机器人上坡受力示意图最大静摩擦力系数为，最大静摩擦力为当时，机器人能平稳行驶。当时，机器人受重力的影响将沿斜面下滑。已知煤矿井下机器人在井下地面最大静摩擦系数，则机器人爬越的最大坡度为爬坡时克服摩擦力所需的最大加速度为通过上述分析，可以根据机器人履带与运动面的摩擦系数来确定些陡坡是否能够安全爬升，并根据坡。

6、地面环境采用些预防措施来缓解该类情况的出现，如采用不同种类的款式轮胎以提高其越野能力，象沙漠车辆山地车辆等，其各种结构如图所示。图轮式移动装置示意图腿式移动机构特点腿足式移动机构分腿腿腿腿等形式。腿式移动机构优点有腿式机器人的地形适应能力强。腿式机器人运动轨迹由系列离散点组成，崎岖地形可以给这些离散点提供支撑，使机器人平稳运动而轮式和履带式机器人的运动是连续规迹，有些起伏较大的地形则不支持这种连续运动轨迹，进而限制了该类机器人活动范围。腿式机器人的腿部具有多个自由度，运动更具有灵活性，通过调节腿的长度可以控制机器人重心位置，因此不易翻倒，稳定性更高腿式机器人的身体与地面分离，这种机械结构优点在于机器人身体可以平稳地运动而不必考虑地面的租糙程度和腿的放位置，腿移动机器人如图所示，特点是稳定性好，越野能力强。腿式移动机构缺点有该类机器人的移动速度慢，机动性较差．因此机器人。

7、中心齿数和行星齿轮数目与第级相同，则。初步计算齿轮的主要参数齿轮材料和热处理的选择中心齿轮和中心齿轮，以及行星齿轮和均采用,渗碳后淬火，淬透性不错，耐低温冲击，能够满足要求。齿面硬度为,查行星齿轮传动设计可知，取中心齿轮加工精度为级，高速,车体宽度。车体质量为,摆臂质量不超过,机器人做直线运动最大速度等于,自备电源运行时间大于等于小时。最大越障高度，跨越最大沟壑宽度。如图图.本章小结本章重点介绍了国内外履带机器人的移动方式，对三种常见的移动方式轮式履带式腿式在越野性能移动速度机构复杂程度控制难易程度等几方面进行了比较和分析，就研制的矿用履带搜救机器人应达到的性能指标提出了具体要求。矿用搜救机器人运动参数设计计算.机器人越障分析机器人跨越台阶越障机理分析当机器人在爬越台阶时，机器人履带底线与地面之间的夹角将随时间而逐渐增加，其重心越过台阶的支撑点时，机器人就跨过了台阶完。

8、极为复杂，仅电机就有个，运动控制困难，该机器入主要用于室内环境执行反恐排爆任务。图机器人图机器人仅在两年前，德国公司出品了款防爆机器人，现在年的新代机器人已经上市了，其结构比以前的更加轻便，体积更小。这款机器人依靠个灵活的小型系统有了和些大型机器人样的功能。这款机器人依靠个灵活的小型系统从而有了些与大型机器人类似的功能，所以它小得以至于可以在地铁车厢或者飞行工具里操作，同时又足够大得可以直接处理些在所有现行飞机的头顶贮藏室里的可疑项目处理。图这款产品具有很大的创新价值，经过数十年经验的累计取得了变结构设计领域的重大发展。图行走姿势它的机械结构由个独立履带齿轮驱动技术提供了非凡的移动力，它可以爬坡度，并且可以越障的高度，它做的比其它很多类似机器人都好，它的可伸展的上臂加上个高度可调的地盘，给予了这款机器人个可达到的非凡的垂直高度。它的钳子可以吊起重达的货物，这就意味着它。

9、爬越动作。越障过程分析煤矿井下搜救机器人爬越台阶的过程如图所示，机器人借助摆臂的初始摆角，在履带机构的驱使下，使其主履带前端搭靠在台阶的支撑点上，机器人继续移动，驱动摆臂逆时针摆动，当机器人重心越过台阶边缘时，旋转摆臂关节，机器人在自身重力影响下，车体下移，机器人成功地爬越台阶。图机器人爬越台阶过程由运动过程可以看出，机器人在越障第三阶段图重心的位置处于临界状态，机器人重心只有越过台阶边缘，机器人才能成功的越过障碍。由此可分析出机器人的最大越障高度。图机器人上台阶临界状态示意图由图所示几何关系可得变换式可得利用式求出，代入式可算出机器人跨越障碍的最大高度。跨越沟槽越障机理分析对于小于机器人前后履带轮中心距地沟槽，因机器人重心在机器人车体内，当机器人重心越过下个沟槽的支撑点时，机器人就越过了沟槽，完成了跨越动作。也可能由于重心未能过去，倾翻在沟槽内。当沟槽大于中心距时，。

10、煤矿灾害搜救机器人，并在澳大利亚昆士兰州的米地下训练场进行了试验。这个机器人专门是为矿山灾害而研制。它的尺寸大小像个蜂蜜罐子，它可以通过地面的钻孔进入煤矿井下然后爬过障碍物和泥浆，利用传感器搜寻被困矿工，探测有毒或者可燃性气体，还可以将地面供气供水软管拖到被困矿工身边，给他们新鲜的空气和水。这种机器人在通过钻孔时像条蛇样将自己挤过岩石，旦到达井下地面，就会像个小型坦克样行动，搜寻被困矿工。希望能够进步为该机器人添加新型的医学传感器，让救援义务人员能够通过观看交谈诊断的方式来了解被困矿工的健康状况。公司推出的机器人具有独特履带可变形功能如图所示，可以辅助攀爬和扩大机器人视野，曾在事件的搜救任务中大显身手加拿大大学研制的机器人如图所示，该机器人采用轮履腿复合移动机构，具有四个履腿模块，每个履腿模块与本体相连接时有个自由度，机器人运动功能多样，越障能力强，上下台阶方便但结构。

11、可以装配弹道系统和其它工具。图年全国煤矿安全生产形势依然严峻，目前我国煤矿事故死亡人数远远超过世界其他产煤国家煤矿死亡人数的总和，约占世界矿难人数的，百万吨死亡率是美国的倍南非的倍。每年上百次的事故发生，成千人的矿工死亡，煤矿安全形势已经十分严峻。矿井瓦斯爆炸旦发生，因受高温烟雾有害气体和缺氧等影响，以及存在发生二次灾害的可能，救护人员无法知道能否进入或无法直接进入灾害现场执行营救任务，上述事故中的伤亡人员有相当部分是救护人员，如陕西黄陵矿业公司号煤矿发生特大瓦斯爆炸事故，名救护队员在井下不慎滑倒，将呼吸机鼻夹摔脱落，导致氧化碳中毒死亡年渑池县赵沟八矿井下突然起火，三门峡市矿山救护队接报后立即赶到现场救灾，在救火过程中，突发瓦斯爆炸，名救护队员殉职年六枝工矿集团公司救护大队的救护队员在井下实施封闭火区措施时，火区发生瓦斯爆炸，造成名救护队员死亡。由此可见研发代替或部分。

12、的负载不能太重腿式机器入对地面适应性和运动灵活性需要进步提高腿式机器人控制系统较为复杂，控制方法还有待完善该机构未进入实用化阶段。图八腿机器人履带式移动机构特点履带式移动机构分为条履带条履带履带可车体左右布置或者车体前后布置条图这种的机器人是种小型地面探测车，重量仅为磅。它带有个称为“”的头部，还有个相机个红外感应器和个可即时传送影像的摄像头。图准备展开图机器人公司研制了机器人，该机器人采用履带方式行进，内部装备有两台普通直流电机，电机通过两根链条带动履带轮转动，实现机器人运动另外机器人前后履带轮中间安装有小型承重轮，该轮不仅能承载部分负荷同时也能在机器人转向时起到支撑作用，减少履带与地面之间的摩擦，提高机器人转向能力。机器人可以完成各种侦察巡逻工作。机器人外形参数尺寸为.，重约，能潜水.，爬度斜坡。图机器人年，澳大利亚煤矿研究人员与美国机器人辅助救援中心合作，开发了。

参考资料：

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