1、究现状我国的搜救机器人技术起步较晚，但是近年来引起了越来越多的关注并取得了定的成果，沈阳自动化研究所哈尔滨工业大学国防科技大学上海交通大学广东富卫公司等机构都设计了自己的搜救机器人系统。年中科院沈阳自动化研究所与日本国际救援系统研究院联合成立的中日救援与安全机器人技术研究中心，在沈阳揭牌成立，这标志着我国的搜救机器人研究进入了个更加快速发展的时期。年月日，由中国矿业大学可靠性与救灾机器人研究所研制的国内首台煤矿搜救机器人样机在徐州诞生如图所示。这台煤矿搜救机器人采用自主避障和遥控引导相结合的行走控制方式，能在煤矿灾害发生后深入事故现场，探测火灾温度瓦斯浓度灾害场景呼救声讯等信息，并实时回传采集到的信息和图像，为救灾指挥人员提供重要的灾害信息。同时，机器人还能携带急救药品生命维持液食品和千斤顶撬棍等自救工具以协助被困人员实施自救和逃生。图型矿井搜救机器人发展趋势救灾机器人是智能化机器人在煤。

2、速度爬坡时，驱动电机经过减速器后所需提供的转速为本章小结由以上分析可知，机器人平地直线运动时要求的驱动电机输出转速较大，而爬坡时的要求的驱动电机输出扭矩较大。因此在选电机型时，应根据平地直线运动要求转速和爬坡要求扭矩进行选择。根据最大爬坡要求，初步确定驱动电机经减速器后的功率为.则所需电机的输出功率为.则可选择如下表电机表电动机性能参数产品型号电压额定电流转速输出功率效率.驱动轮减速器设计移动减速传动机构是完成机器人前进后退转向等各种运动的关键部件，利用齿轮的速度转换，将动力机的转速减低到所需的转速，同时扭矩达增大到所需的扭矩。本机构采用二级减速器，电动机通过减速器的实现减速增大转矩。电动机安装在减速器前端，通过锥齿轮改变轴的方向，输出履带驱动轮转矩，为复杂状况下救灾机器人提供主要动力。.减速器方案分析减速器应满足的要求目前大部分的煤矿都处于深井开采，深度大都为数百米，甚至上千米，远远深。

3、.救灾机器人性能指标与设计由于煤矿井下环境的特殊性和复杂性煤矿井下搜救机器人的总体设计须满足适合井下复杂地形防爆防碰撞等要求，同时所载的子系统安装使用要方便。在地面移动机器人家族中，履带机器人具有很强的地形适应性，能够适应恶劣的路面条件，因此得到了广泛的应用。但普通的履带移动移动机构结构复杂，重量大，运动惯性大，减震性能差，零件易损坏。为克服普通履带式移动机构的缺点，给煤矿井下搜救机器人履带式移动机构加装前摆。机器人加装前摆臂的优点机器人重心将前移，实现机器人爬坡和越障的功能，稳定性将更好实现机器人倾翻后自复位。为提高其地形适应性，前摆臂两个摆臂关节单独控制和单独驱动。总体设计方案如图所示。采用后轮驱动，差速转向，可实现原地转向。摆臂电动机驱动摆臂可在范围内旋转，提高机器人跨越沟槽和爬越台阶的越障的能力和翻转后自复位的功能。根据井下环境对机器人的要求，主要设计性能参数如下防爆机器人.国内。

4、。机器人移动平台机械设计.驱动电机的选则基于平地的最大速度的电机功率计算假设机器人以最大速度匀速前进，轮子作瞬时纯滚动，前进时不考虑空气阻力的影响。如下图所示平地直线运动受力图根据理论力学平面交汇力系平衡条件和合力矩定理则，移动机器人平地直线运动的平衡方程为则，可以得出，机器人两侧电机经减速器后在最大速度下需要提供的极限扭矩为.。在最大的行驶速度下，驱动电机经过减速箱减速后需要提供的极限转速为爬坡最大坡度的驱动电机功率计算相对于平地行驶过程，爬坡能力对于机器人的驱动能力是个重要的衡量标准，所以在进行驱动系统设计时，爬坡指标的计算也应作为选择电机的必须依据。假设移动机器人在最大指标上匀速行驶，速度为.。在行驶过程中轮子作纯滚动，不考虑空气阻力的影响。机器人爬坡受力情况如图机器人爬坡受力图爬坡的平衡方程为解之得.,可以得出机器人两侧电机经减速器减速后在最大坡度下爬坡需要提供的极限扭矩为在.的。

5、相对车体固定而是能绕车身转动，这样能大大提高机器人的环境适应能力，但履腿复合机构本身存在着定的不足如结构复杂运动控制困难等。轮履腿式移动机构性能比较车轮式，履带式腿足式移动系统性能比较见表所示。表典型移动机构的性能对比移动方式轮式履带式腿式移动速度快较快慢越障能力差般好复杂程度简单般复杂能耗量小较小大控制难易易般复杂.本研究采用的行走机构本文提出来的便携式履带机器人移动系统采用的是履腿轮复合结构，该结构最大优点在于在传统履带移动机构的基础上增加了转动关节，加强了机器人越障爬坡性能并提高了环境适应能力。机器人能根据地形条件的复杂程度，通过主动调节两侧履带与车身约束关系来选择自适应环境或者是主动适应环境。自适应环境可以提高机器人运动稳定性能平顺性能主动适应环境可以提高机器人通过性能，机器人设计方案如下图所示。图便携式履带机器人结构组成.后轮驱动电机及组件.摆臂电机及组件.主履带.摆臂履带.齿。

6、矿领域的全新应用，尽管些关键技术仍需要进步研究，但救灾机器人具有高度的实用价值和广泛的应用前景。随着计算机技术传感技术控制技术材料技术的发展，特别是网络技术和图像信息处理技术的迅猛发展，智能机器人的研究已取得了丰硕的研究成果。但是，由于矿井救灾机器人特殊的工作环境和工作要求的不断提高，矿井救灾机器人技术方面还需要有所突破机械性能方面，能够适应矿井恶劣的灾后环境，对非结构的地形环境具有良好的自适应能力，具备较好的越障能力。新技术和新材料的研发，矿井灾后恶劣的环境要求用高强度抗拉抗压抗高温阻燃不产生电火花的材料。优良的导航性能信息采集能力仍是今后矿井救灾机器人导航技术的主要发展方向。由于矿井中救灾机器人单的传感器无法满足高精度定位需要，因此需要融合多个传感器测量信息，多传感器信息融合技术也就自然成为发展趋势。多机器人系统是矿井救灾机器人技术发展的主要方向。采用标准化网络化模块化技术。机器人装。

7、恒温带的深度，随着深度的增加，地温逐渐升高，造成地下温度很高。减速器必须满足在高温下工作要求我国开采的矿井，大部分都为高瓦斯矿井，井内充满了浓厚的瓦斯。减速器应有隔爆防爆的作用搜救机器人的行驶路况复杂，在行驶过程的启动停止前进与后退换向频繁。其载重较大，要有较大的启动转矩，启动平稳，换向灵敏搜救机器人遥控操作，电动机用蓄电池提供能源。体积要小，重量要轻。减速器方案分析减速器的种类很多，按照传动类型可分为齿轮减速器蜗杆减速器和行星减速器以及它们互相组合起来的减速器按照传动级数可分为单级和多级减速器按照齿轮形状可分为圆柱齿轮减速器圆锥齿轮减速器和圆锥圆柱齿轮减速器按照传动的布置形式由可以分为展开式分流式和同轴式减速器。带条履带，条履带，履带式移动机构与地面较大的接触面积，因此在较大的区域内分布机器人的重量，较大的接触区域使机器人具有较好的驱动牵引力，机动性能好越野性能强，缺点是结构复杂重量大。

8、炸，造成名救护队员死亡。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。由此可见研发代替或部分代替救护人员的救灾机器人及时快速深入矿井灾区进行环境探测和搜救工作具有极其重要的意义。在救援初期，其主要作用是代替矿山救护人员进入灾区，进行环境探测，并将采集的数据发送至救援指挥中心，这些环境信息主要包括瓦斯氧气的浓度环境温度湿度与粉尘情况以及灾区的通风状况的参数，还应包括生命和图像等信息，为救灾决策提供重要参考。.国内外的研究概况国外研究现状目前，在救灾机器人研究方面，美国走在了世界的前列，美国在微小型机器人研制方面投入了大量的人力和物力，特别是新型高机动高可靠性移动载体研究方面。如美国移动机器人计划中的便携式机器人系统．该类机器人主要用于城市战斗与搜救。如美国智能系统和机器人中心开发的矿井探索机器人用于灾难后的现场侦查工作，。

9、擦阻力大，机械效率低，在自身重量比较大的情况下会对路面产生定的破坏。履带式移动机构比较轮式移动机构有以下几个特点撑面积大接地比压小滚动阻尼小通过性比较好越野机动往能好，爬坡越沟等性能均优于轮式结构履带支撑面上有履齿不打滑，牵引附着性能好结构较复杂重量大，运动惯性大，减震功能差，零件易损坏。图为部分履带式移动机构的简图图履带式移动装置示意图履腿式移动机构特点履腿复合移动机构综合了履带式和腿式两种移动机构的优势，在地面适应性能越障性能方面有良好表现。履带移动机构地面适应性能好，在复杂的野外环境中能通过各种崎岖路面，它的活动范围广，性能可靠，使用寿命长，轮式移动机构无法与其比拟，适合作为机器人的推进系统传统履带移动机构往往是两条履带与车身相对固定，很大程度上限制了机器人地形适应能力此时机器人履带高度和长度直接决定了机器人越障跨沟等性能，为了解决该问题履式移动系统中引入了关节履带机构，两条履带不。

10、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。煤矿作为最复杂最危险的工作环境之，在发生安全事故之后，常常会因为井下复杂危险的环境而阻碍救援人员深入井下开展工作。但煤矿安全形式十分严峻，瓦斯爆炸等煤矿事故频发，造成了重大的人员伤亡，产生了不良的社会影响。煤矿灾害尤其是瓦斯煤尘爆炸事故发生后，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，矿井环境十分复杂。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搜救，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。

11、用电传遥控方式，有主动红外摄像机无线射频信号收发器陀螺仪和危险气体传感器等装备。无线遥控距离约米。美国南佛罗里达大学研制的矿井搜索机器人,小巧灵活，携带数字低照度摄像机和基本气体监视组件，可以通过个钻出的小洞钻进矿井，越过碎石和烂泥，并使用其携带的传感器发现受害矿工，探测氧气甲烷气体含量，生成矿井地图。下图为美国及其它国家在研的各种履带式可变形机器人如图,所示，这是美国的种较小型机器人，现服役于美国军队，这个搭配了个爆炸物感应系统，有效地探测炸弹。目前这种测试系统还处于实验阶段。机器人还以进行挖掘和拆弹工作。配备了称为“”和工程师的全套工具，可以对土壤进行挖掘，然后举起相当于自身重量倍的炸弹。履带式,搜救,机器人,机械,结构设计,毕业设计,全套,图纸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,。

12、有通信系统，在与外界进行数据信息交换时，采用标准化接口技术，网络技术可使机器人更具备操控性，同时机器人通信系统的稳定性可维护性兼容性也更好。搜救机器人的总体结构方案设计.井下复杂环境对救灾机器人的要求井下环境和气候与地面不同，井下环境恶劣，特别是事故刚刚发生后的井下条件更为恶劣。搜救机器人需要满足井下工作环境的特殊要求，具备快速搜寻并且准确定位井下失踪人员的功能，还要有简单的急救功能。井下地形矿山井下地形复杂，环境恶劣。巷道路面多积水，有矿车铁轨水沟风管线缆等障碍物支巷道路面窄而不平，多有坡度工作面处的路面坡度大，有碎煤支撑滑道等障碍。灾害发生后，脱落的顶板岩石煤块等形成新的障碍物。复杂的路况要求井下机器人要有较强的越障避障能力和行驶功能恢复能力。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。

参考资料：

[1]（定稿）履带式推土机设计（全套下载）（第2355404页，发表于2022-06-25）

[2]（定稿）履带式半煤岩掘进机设计（全套下载）（第2355403页，发表于2022-06-25）

[3]（定稿）履带式半煤岩掘进机行走部3K行星传动设计（全套下载）（第2355402页，发表于2022-06-25）

[4]（定稿）小型自动分离大豆磨浆机的设计（全套下载）（第2355400页，发表于2022-06-25）

[5]（定稿）小型红薯粉打捆机的设计（全套下载）（第2355399页，发表于2022-06-25）

[6]（定稿）封焊机的自动上料机构设计（全套下载）（第2355396页，发表于2022-06-25）

[7]（定稿）三角包装袋包装机设计（全套下载）（第2355395页，发表于2022-06-25）

[8]（定稿）导辊除锈机床设计（全套下载）（第2355394页，发表于2022-06-25）

[9]（定稿）升降台垂直导轨磨床上拖板零件加工工艺设计及夹具设计（全套下载）（第2355393页，发表于2022-06-25）

[10]（定稿）导管注塑模具设计（全套下载）（第2355391页，发表于2022-06-25）

[11]（定稿）导向套的机械加工工艺规程设计（全套下载）（第2355390页，发表于2022-06-25）

[12]（定稿）对辊成型机设计（全套下载）（第2355389页，发表于2022-06-25）

[13]（定稿）对讲机外壳注射模设计（全套下载）（第2355388页，发表于2022-06-25）

[14]（定稿）对讲机后盖的注塑模具设计（全套下载）（第2355387页，发表于2022-06-25）

[15]（定稿）对称传动式剪板机的设计（全套下载）（第2355386页，发表于2022-06-25）

[16]（定稿）容积式压缩机阀体的机械加工工艺规程及加工小凸台夹具设计（全套下载）（第2355384页，发表于2022-06-25）

[17]（定稿）容积式压缩机阀体的加工工艺规程及车床夹具设计（全套下载）（第2355383页，发表于2022-06-25）

[18]（定稿）家用食品粉碎机设计（全套下载）（第2355382页，发表于2022-06-25）

[19]（定稿）家用电动护理床的设计（全套下载）（第2355380页，发表于2022-06-25）

[20]（定稿）家用清洁机器人设计（全套下载）（第2355379页，发表于2022-06-25）

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