编号:
毕业论文(设计)
题目多功能救援机器人
德州学院毕业论文（设计）开题报告书
德州学院毕业论文（设计）中期检查表
院(系)：机电工程系专业：机械设计制造及其自动化2012年04月21日
目录
1 引言 (1)
2 总体设计方案 (2)
3 设计方案 (3)
3.1 机械结构设计 (3)
3.2 电气控制设计 (5)
3.3 电脑上位机控制软件 (8)
4 理论设计计算 (9)
4.1 齿轮设计 (9)
4.2 链条设计 (12)
5 工作原理及性能分析 (15)
6 创新点及应用 (15)
7 结论 (15)
参考文献 (15)
谢辞 (17)
多功能救援机器人
摘要：该机器人具有一定越障能力，可以在震后废墟中自由行走，可以攀爬楼梯，生命探测、协助救援、无光线搜救、数据信号传输等功能，还可以配载食品、水、急救包等物品。机器人具有的音频探测、视频观测，探测温湿度、实现野外长距离通讯，传输野外恶劣环境实时视频图像，为抢险救援提供重要依据和支持，同时车体内部可以加上消毒剂，由机器人自带的喷头进行喷洒消毒剂。解除了人在火灾现场、震后现场的危险劳动。
关键词：机器人视频观测生命探测抢险救援
1 引言
世界上许多国家都在研制军用机器人、探测机器人、救援机器人、扫雷机器人、排爆机器人和消防机器人等危险作业机器人。救灾机器人是机器人的一个新兴发展领域，属于危险作业机器人的一个分支，具有危险作业机器人的特点。在世界各地，由于自然灾害、恐怖活动和各种突发事故等原因，灾难经常发生。在灾难救援中，救援人员只有非常短的时间(约48小时)用于在倒塌的废墟中寻找幸存者，否则发现幸存者的几率几乎为零。在这种紧急而危险的环境下，救灾机器人可以为救援人员提供帮助。因此，将具有自主智能的救灾机器人用于危险和复杂的灾难环境下“搜索和营救” ( SAR)幸存者，代替人来处理复杂坏境是机器人学中的一个新兴而富有挑战性的领域。
图1 恶劣的灾害现场环境
2总体设计方案
图2 机器人在危楼中搜救
遇到地震、火灾或塌方等，经常会出现人不能亲自到一些危险地方实施救援的情况，于是往往会想到让机器人来完成这些艰巨任务。不过一般机器人行动都不太利落，遇到障碍物通常只能绕道而行，绕不过去，则只能就此作罢，该机器人具有一定越障能力，可以在震后废墟、火灾现场中自由行走，可以攀爬楼梯，轻松地越过一般的障碍物（高度小于20cm），机器人随身携带的摄像机将沿途拍摄的景象通过无线连接发送给计算机，以便让救援人员做出搜寻参考。此机器人还有一个麦克和喇叭，可以让营救人员与受伤者说话交流。
救灾机器人是机器人的一个新兴发展领域，属于危险作业机器人的一个分支，具有危险作业机器人的特点。在世界各地，由于自然灾害、恐怖活动和各种突发事故等原因，灾难经常发生。在灾难救援中，救援人员只有非常短的时间(约48小时)用于在倒塌的废墟中寻找幸存者，否则发现幸存者的几率几乎为零。在这种紧急而危险的环境下，救灾机器
人可以为救援人员提供帮助。因此，将具有自主智能的救灾机器人用于危险和复杂的灾难环境下“搜索和营救” ( SAR)幸存者，是机器人学中的一个新兴而富有挑战性的领域。
3 设计方案
3.1 机械结构设计
3.1.1轮子、齿轮设计
齿轮传动的优点：
1.齿轮传动比较准确、传动平稳;
2.形闭合，效率高(0.98~0.99);
3.工作可靠，寿命长;
4.结构紧凑，外廓尺寸小;
图3机器人轮子
行星齿轮的顶端齿轮连接车轮，行星轮板中心将会安装由马达驱动的主动齿轮，在平地行进时，主动齿轮通过惰轮驱动顶端齿轮，各齿轮转动如图所示，顶端齿轮与其连接的车轮一起转动，从而带动机器人前进。当机器人遇到台阶或障碍物时，由于台阶或障碍物与车轮的摩擦力，行星轮的齿轮系都被锁住（图五所示），无法转动，这时整个行星轮板在中心齿轮的驱动下，变成一个类轮机构转动，从而带动小车爬上台阶或越过障碍物。具有上台阶时不需要停顿，操作容易，运行连贯的优点。
图4 机器人轮子内部齿轮结构
3.1.2链条传动设计
链传动是以链条为中间传动件的啮合传动。如图五所示链传动由主动链轮1、从动链轮2和绕在链轮上并与链轮啮合的链条3组成。
链传动的优点
(1)和带传动相比。链传动能保持
平均传动比不变；传动效率高；张紧
力小，因此作用在轴上的压力较小；
能在低速重载和高温条件下及尘土
飞扬的不良环境中工作。
(2)和齿轮传动相比。链传动可用于中心距较图5 链传动机构
大的场合且制造精度较低。
本机器人前后轮之间的大距离不宜采用齿轮传动，皮带传动又会带来很大的滑动，所以采用链式传动比较合适，图六为该机器人的链传动连接。
图6 本机器人所用的链轮的设计
3.2 电气控制设计
3.2.1单片机控制部分
本机器人控制采用STC89C52单片机，单片机通过接受外部传感器传来的信号来控制机器人。单片机通过处理遥控器发射的信号，来控制机器人实现各种动作。
图7 单片机控制核心
图8 MAX232通信
3.2.2电机控制电路
L298P是专用驱动集成电路，属于H桥集成电路，具有输出电流大负载能力强等特点，其输出电流为2A，最高电流4A，最高工作电压50V，可以驱动感性负载，如大功率直流电机，步进电机，减速电机，伺服电机，电磁阀等。当驱动直流电机时，可以直接控制两路电机，并可以实现电机正转与反转，实现此功能只需改变输入端的逻辑电平。通过使能端运用PWM波可以实现速度调整。
图9 本直流电机驱动原理图
L298是SGS公司的产品，比较常见的是15脚Multiwatt封装的L298N，内部同样包含4通道逻辑驱动电路。可以方便的驱动两个直流电机，或一个两相步进电机。L298N芯片可以驱动两个二相电机，也可以驱动一个四相电机，输出电压最高可达50V，可以直接通过电源来调节输出电压；可以直接用单片机的IO口提供信号；而且电路简单，使用比较方便。L298N可接受标准TTL逻辑电平信号VSS，VSS可接4．5～7 V电压。4脚VS
接电源电压，VS电压范围VIH为＋2．5～46 V。输出电流可达2．5 A，可驱动电感性负载。1脚和15脚下管的发射极分别单独引出以便接入电流采样电阻，形成电流传感信号。L298可驱动2个电动机，OUT1，OUT2和OUT3，OUT4之间可分别接电动机，本实验装置我们选用驱动一台电动机。5，7，10，12脚接输入控制电平，控制电机的正反转。EnA，EnB接控制使能端，控制电机的停转。
图10 直流电机驱动PCB板
3.2.3无线遥控电路
图11 遥控无线接收模块
SC2272 是与SC2262 配对使用的一块遥控解码专用集成电路。采用CMOS工艺制造，它最大拥有12位的三态地址管脚，可支持多达531441个地址的编码。因此极大的减少
了码的冲突和非法对编码进行扫描以使之匹配的可能性，有16中编码方式，遥控功能更多，使机器人具有更多的遥控功能。
3.3 电脑上位机控制软件
通过远端的上位机软件，可以由电脑实现对机器人的控制，并且通过无线NRF905模块实现现场数据传输，把现场的温湿度通过无线模块传到控制电脑端，实时监控现场的温度，湿度。通过上位机软件可以清楚地实现现场的视频传输，把危险的现场视频传输到电脑，通过上位机软件控制机器人的各种动作。
图12上位机软件
3.4 无线视频传输模块
图13 无线视频传输
2.4GHZ无线图像音频传送器，可以一拖四,具有图像自动切换功能，距离超远(视实际环境)，良好的微波抗干扰性能，优良的音/频接收品质，采用四信道开关，可采用一拖
四使用方式，即一个接收机配四个发射器，图像每六秒钟自动切换一个画面，如接到电脑上，则可采用视频分割器同时收看四个画面。本产品发射功率为标准2.0W，有效传送距离为15-300米(实际情况视环境而定)，载波频率2.4G，本品分别采用四信道开关，可采用一拖四使用方式；本产品发射功率为标准2W，有效传送距离为15-300米内(实际情况视环境而定)；良好的微波抗干扰功能。有效避免900MHz等频段的无线电话信号或各类电火花及家用电器的干扰，同时也极大程度的避免本级发射频率对其他接收设备的干扰；4个频道可供选择，充分保证声音和图像的清晰接收；采用优良的调频方式，具有优良的音/视频接收品质；音/视频具有宽频特性，信噪比高。以DVD作为信号源，视频直接接收效果与信号直接接驳电视机的收视效果不相上下。发送CD音源，立体声效果极佳，音质上乘；广泛的应用扩展空间，可应用于医院、学校、商场、公司、仓库、小区、家庭等场所，体积小巧；
4 理论设计计算
4.1齿轮设计
机器人轮子运动采用圆柱齿轮传动，齿轮配合时齿轮的分度圆必须重合。齿轮在设计时需要校核齿面硬度、齿面磨损、齿根断裂等参数。
4.1.1齿轮各部分尺寸的计算公式：
分度圆直径：d=mz
齿顶高：ha=ha*m
图14
齿顶高系数:ha*
正常齿：ha*＝1
齿根高：hf=(ha* +c*)m
全齿高：h= ha+hf=(2ha* +c*)m
齿顶圆直径：da=d+2ha=(z+2ha*)m
齿根圆直径：df=d-2hf=(z-2ha*-2c*)m
4.1.2主要参数
传动比i
i=n1/n2=d2/d1=z2/z1 i>1减速运动,I<1加速运动
齿数比u u=z大齿轮/z小齿轮u=1减速传动，u=1/i增速传动
4.1.2圆柱齿轮的接触疲劳强度计算
齿面接触疲劳强度的计算中，由于赫兹应力是齿面间应力的主要指标，故把赫兹应力作为齿面接触应力的计算基础，并用来评价接触强度。齿面接触疲劳强度核算时，根据设计要求可以选择不同的计算公式。用于总体设计和非重要齿轮计算时，可采用简化计算方法；重要齿轮校核时可采用精确计算方法。
分析计算表明，大、小齿轮的接触应力总是相等的。齿面最大接触应力一般出现在小轮单对齿啮合区内界点、节点和大轮单对齿啮合区内界点三个特征点之一。实际使用和实验也证明了这一规律的正确。因此，在齿面接触疲劳强度的计算中，常采用节点的接触应力分析齿轮的接触强度。强度条件为：大、小齿轮在节点处的计算接触应力均不大于其相应的许用接触应力，即：
在载荷作用下，两曲面零件表面理论上为线接触或点接触，考虑到弹性变形，实际为很小的面接触。两圆柱体接触时的接触面尺寸和接触应力可按赫兹公式计算。
两圆柱体接触，接触面为矩形（2axb），最大接触应力σHmax位于接触面宽中线处。计算公式为：
接触面半宽:
最大接触应力:
F——接触面所受到的载荷
ρ——综合曲率半径，（正号用于外接触，负号用于内接触）
E1、E2——两接触体材料的弹性模量
μ1、μ2——两接触体材料的泊松比
4.1.3直齿锥齿轮的接触疲劳强度计算公式
将相互啮合的一对直齿锥齿轮转化为相应的当量圆柱直齿轮，对圆柱齿轮进行设计，再将圆柱齿轮的设计参数转化为锥齿轮的大端参数。
对于轴交角为90°的直齿锥齿轮传动，将齿宽中点处的当量圆柱齿轮的参数带入圆柱齿轮接触强度公式有：
Zk——接触强度计算的锥齿轮系数，一般情况取1，当齿顶和齿根修形适当时可取0.85；
Fmt——齿宽中点分度圆上的名义圆周力，N；
dm1——小轮齿宽中点分度圆直径，mm；
beH——接触强度计算的有效齿宽mm，一般取为0.85b；
将当量直齿轮的参数转化为锥齿轮的大端参数，再进行整理
直齿锥齿轮接触强度校核公式：
Mpa 设计公式：
mm
d1——小齿轮大端分度圆直径，mm；
KHβ——接触强度计算的齿向载荷分布系数
4.2链条设计
4.2.1滚子链的结构和规格
链条再设计时需要校核链条的磨损，抗拉能力等参数。
滚子链由内链板1、套筒2、销轴3、外链板4和滚子5组成，如图十三所示。内链
板和套筒、外链板和销轴用过盈配合固定，构成内链节和外链节。销轴和套筒之间为间
隙配合，构成铰链，将若干内外链节依次铰接形成链条。滚子松套在套筒上可自由
转动，
链轮轮齿与滚子之间的摩擦主要是滚动摩擦。链
样链的接头处可采用开口销或弹簧卡片来固定，
如图14a、b）所示，前者用于大节距链，后者用
于小节距链。当链节为奇数时，需采用过渡链节
如图13）所示。由于过渡链节的链板受附加弯矩
的作用，一般应避免采用。
GB/T1243-97规定滚子链分为A、B系列，其
中A系列较为常用，其主要参数如表1所示。表
中链号和相应的国际标准号一致，链号乘以
25.4/16mm即为节距值。
a) b) c)
图15 滚子链接头形式
表1 A系列滚子链的基本参数和尺寸(GB/T1243-97)
4.2.2
1）.链轮的基本参数及主要尺寸
链轮的基本参数为：链轮的齿数z、配用链条的节距p、滚子外径d1及排距pt。链轮的主要尺寸及计算公式如表2所示。
注：da、dg值取整数，其他尺寸精确到0.01mm.
2）.链轮的齿形
链轮的齿形应能保证链节平稳而自由地进入和退出啮合，不易脱链，且形状简单便于加工。GB/T1243-97规定了滚子链链轮的端面齿形（表3）和轴面齿形（表4），由于滚子表面齿廓与链轮齿廓为非共轭齿廓，故链轮齿形设计有较大的灵活性，即在最大、最小范围内均可使用。
3）.链轮的结构
表3 滚子链链轮的齿槽尺寸计算公式
表4滚子链链轮轴向齿廓尺寸
5 工作原理及性能分析
该机器人具有一定越障能力，可以在震后废墟中自由行走，可以攀爬楼梯，生命探测、协助救援、无光线搜救、数据信号传输等功能，还可以配载食品、水、急救包、消毒剂等物品。机器人具有的音频探测、视频观测，探测温湿度、实现野外长距离通讯，传输野外恶劣环境实时视频图像，为抢险救援提供重要依据和支持，同时车体内部可以加上消毒剂，由机器人自带的喷头进行喷洒消毒剂。解除了人在火灾现场、震后现场的危险劳动。
6 创新点及应用
该机器人将行星齿轮结构运用到轮子上，大大提高了行走时的快速、灵活性。能够灵活的在环境、路况比较恶劣的地方快速前进。机器人自身佩戴的无线摄像头通过无线模块将视频传到电脑上，给救援人员提供实时的现场信息，方便救援人员快速的制定、实施救援。同时机器人自带的喷洒系统可以在恶劣的环境或疫情比较严重的灾区代替人进行喷洒消毒。
7 结论
通过本次毕业论文设计，我学会了很多以前没学过的知识，也巩固了很多以前没学好的知识，使我的专业理论知识更加扎实。做完这个设计后，我得出几个结论如下：
一、该小车系统在实施的情况下，其成本价格比较高。
二、该小车控制系统的研究方向：由于本小车系统并不完善，只做了送料，没有设计小车到料仓后送料的多少。这个方面是该系统设计的需要完善的地方，是将来的研究方向。
最后，经过这次毕业设计培养了我们的设计能力以及全面的考虑问题能力。学习的过程是痛苦的但是收获成功的喜悦更是让人激动的。相信通过这次毕业设计它对我以后的学习及工作都会产生积极的影响。
课程设计任务书 （ 2015 级） 目录 摘要------------------------------------------------------4 引言------------------------------------------------------5 任务书-----------------------------------------------------6 第一章 我国机器人技术的发展概况------------------------------------7 第二章机器人的总体设计解剖 1.1资料的收集与阐述-----------------------------------------7 1.2机器人工作原理简介 1.总体设计剖------------------------------------------------8 2.伺服电机的剖析--------------------------------------------9 第三章机器人总体设计综述 ---------------------------------12 1、1设计课题的阐述-----------------------------------------12 1、2单片机的选择-------------------------------------------12 1、3主控板部分简介-----------------------------------------12 第四章机器人的总体设计方案与部分简介 1、1设计方案-----------------------------------------------13 1、2各部分功能及原理简介-----------------------------------13 第五章机器人的原理图设计、仿真及电路板制作 1、1机器人的原理图设计-------------------------------------15 1、2电源部分-----------------------------------------------16 1、3稳压电源部分-------------------------------------------16 1、5接口电路部分-------------------------------------------17 1、6单片机最小系统和ISP在线编程---------------------------18 1、9电路板制作---------------------------------------------18 第六章机器人电路板的调试与结论
救援机器人的人机交互界面设计 摘要 在当今的社会条件下，人机交互界面是用户了解和使用软件功能时直接的也是重要的一个环节。“人机交互界面”是指人机交互中人与机间相互施加影响的区域，是人与计算机信息交互的媒介，凡参与人机信息交流的一切领域都属于人机交互界面。救援机器人会在极端恶劣的环境下实施救援，这就要求配套的仪器设备非常先进。 本文提出了应用虚拟仪器技术来辅助救援机器人交互界面的优化设计。简要介绍了虚拟仪器技术以及Labview的概念、特点和优势。然后详细阐述了人机交互界面的各功能模块、软硬件结构设计。给出了人机交互和人机交互界面的相关知识，通过运用微软操作系统界面的不短更新换代和手机操作系统的例子，讲述了了人机交互界面的发展历程。最后介绍了基于Labview技术在救援机器人人机交互界面的开发利用，并给出了设计开发的有关步骤，重点是结合救援机器人的特点来综合设计。利用Labview的模块化仿真功能，设计出相应的前面板和程序框图，接着进行调试过程，在程序调试过程中遇到错误，及时查找原因，逐一排查。本文简要介绍人机交互界面设计的一些过程和救援机器人相互结合的有关内容。 关键词：人机交互界面Labview 虚拟仪器技术救援机器人信息交互模块化 ABSTRACT In today's social conditions, human-computer interaction interface is user to understand and use the software function directly is also an important link. "Interface" refers to the interaction between human and machine in the influence area, is the human and the computer information interactive media, where human-computer exchange of information involved in all areas of the man-machine interface. Rescue robots will rescue under extreme conditions, this requires supporting equipment is very advanced. This paper presents the application of virtual instrument technology optimization design to assist the rescue robot interface. Briefly introduced the virtual instrument technology and concept of Labview, characteristics and advantages. And then
华北科技学院 地震救援机器人设计说明书 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。
RIC机器人创新挑战赛主題与规则 ――智能驾驶1.RIC机器人创新挑战赛简介 RIC(Robot Innovation Challenge)机器人创新挑战赛是一项青少年机器人比赛项目。要求参加比赛的代表队自行设计、制作机器人并进行程式设计。参赛的机器人可在特定的竞赛场地上，按照一定的规则进行比赛。在中国青少年机器人竞赛中设置RIC机器人创新挑战赛的目的是通过电脑资讯及科学原理的融合运用，启发参赛者的科技运用及创意，并以机器人设计的竞赛活动，达到推动创新科学教育的目的，激发我国青少年对机器人技术的兴趣。 2.竞赛主題 本届RIC挑战赛的主题为“智能驾驶”。 智能驾驶与无人驾驶是不同概念，智能驾驶更为宽泛。它指的是机器帮助人进行驾驶，以及在特殊情况下完全取代人驾驶的技术。 智能驾驶的时代已经来到。比如说，很多车有自动刹车装置，其技术原理非常简单，就是在汽车前部装上雷达和红外线探头，当探知前方有异物或者行人时，会自动帮助驾驶员刹车。另一种技术与此非常类似，即在路况稳定的高速公路上实现自适应性巡航，也就是与前车保持一定距离,前车加速时本车也加速，前车减速时本车也减速。这种智能驾驶可以在极大程度上减少交通事故，从而减少保险公司损失。 智能驾驶作为战略性新兴产业的重要组成部分，是由互联网时代到人工智能时代过程中，出现的第一个精彩乐章，也是世界新一轮经济与科技发展的战略制高点之一。发展智能驾驶，对于促进国家科技、经济、社会、生活、安全及综合国力有着重大的意义。 本次，我们的学生将设计制作智能驾驶机器人，让其代替我们行驶在赛图上，完成相应的任务。 3. 比赛场地与环境 3.1 场地 场地图（不含黑边）的尺寸为长2500mm宽1500mm。 图为训练场地示意图。实际比赛场地可能略有不同。
通识任选课结课论文 课程名称：工业机器人基础 论文题目：工业机器人在应急救援中的应用 专业：水电站动力设备与管理 班级： 13水动2班 姓名：马忠正 学号： 2013010507 日期： 2013年6月10日 １
工业机器人在应急救援中的应用 随着社会经济的迅猛发展，尤其是最近几年，江苏南昌地区大量高层建筑、地下建筑和大型石化企业不断涌现，由于这些建筑和企业生产的特殊性，导致化学危险品和放射性物质泄漏以及燃烧、爆炸、坍塌的事故隐患增加，事故发生的概率也相应提高。一旦发生灾害事故，消防员面对高温、黑暗、有毒和浓烟等危害环境时，若没有相应的设备贸然冲进现场，不仅不能完成任务，还会徒增人员伤亡，这方面公安消防部队已历经诸多血的教训。尤其是当新消防法出台后，抢险救援已成为公安消防部队的法定任务，面对新时期面临的新情况新任务，也为了更好地解决前述难题，消防机器人的配备显得日益重要。 一、消防机器人概况 （一）机器人的定义。自机器人诞生的那天起，关于其定义的问题一直争吵不休，原因在于其随着社会的进步而不断更新扩展新的功能，且更涉及到人类的问题，因此对其定义一直模糊。1987年国际标准化组织对工业机器人进行了定义：“工业机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能，能完成各种作业的可编程操作机。”我国科学家对机器人的定义是：“机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器”。 （二）消防机机器人发展历史。机器人自60年代初问世以来，经历40余年的发展，己取得长足进步，社会各行各业皆可见其身影。从1986年日本东京消防厅首次在灭火中采用了“彩虹5号”机器人后，消防机器人就逐渐在灭火救灾领域得到广泛的应用，消防机器人技术也得到快速的发展。截至目前，消防机器人已经稳步向第三代高端智能机器人前进。 (三)消防机器人应用背景。据最新数据，南昌市高层建筑(在建不计)高达百米以上就有28栋，共有5162家化工企业，另有阳民路、滕王阁等隧道，地下广场建筑以较多，此外，还将开建环城地铁。由此可见，消防部队将面对的火灾和应急救援的形势相当复杂。尤其是在高温、有毒、易燃易爆等复杂环境中，为切实增强消防部队扑救大火的能力，也为更好地保护广大官兵的生命安全，配备消防机器人已势在必行。消防机器人作为特种机器人的一种，在灭火和抢险救援中愈加发挥举足轻重的作用。各种大型石油化工企业、隧道、地铁等不断增多， ２
绿化植树机器人设计 摘要： 这个机器人是针对大量绿色植树而设计的，利用机械四足作为其活动方式，机器人通过视频识别系统在有限范围内对地形与植被作出判断，然后通过自动行走系统移动到目标地点前面，再通过机械手取出携带的植物幼苗，通过这个可以360度旋转的机械臂进行种植工作，机械臂可以进行种植、培土、等工作。种植完成后还将用一层可分解的塑料薄膜覆盖植物幼苗，保证其在能够自行成长前的安全。 关键词： 绿化植树、四足行走、山坡作业、视频识别、机械臂操作 设计背景： 地球现在正面临着绿色植被在不断减少的危机，而人类也因为这样要面对日益严峻的环境问题。大量植树还原绿色植被是一个相当重要的手段来解决这个难题，但是依靠人力去做的话，效率始终不够高。所以在这里我想设计一个专门用于大作业量的绿化植树机器人。 设计思路： 这个机器人，是需要面对山坡这样的陡峭地形的，由于特殊的使用环境，机器人的活动方式要求能够灵活的应对颠簸不平的土地，机械四足需要能够根据不同的地势调整四足的高度，确保平稳的行走，这种活动方式才能使机器人轻松到达山崖大部分位置。移动起来必须十分的轻巧，以避免对其他植物的伤害。由于这个机器人对视频识别有着较高的要求，所以必须在这方面有所突破，同时当发现有杂草或者有害植物的时候，还可以通过高温蒸汽将其杀死，来保证种植的植物幼苗的生长。360度旋转的机械臂可以保证种植过程的顺利进行。 详细具体设计方案： 一．整体结构： 1.整个机器人分成上下两大部分，上部分是机械手臂，主要实现机器人的整个种植 操作，下部是机器人的机身和四足，包括：植物幼苗存放仓、红外线距离测量 仪、摄像头、电脑处理系统。 2.机器人是通过电力驱动的，所以必须携带储电池，也是安装在机身。 二．中央处理系统： 机器人的机身将安装一个中央处理系统，作为机器人的大脑，它主要调节机器人三 大系统：机械四足行走系统、机器人视觉系统、机械臂控制系统。中央处理系统要 接收和分析红外线距离测量仪、摄像头、机械臂传感器等反馈信息，以及控制四足 的行进系统、机械臂操作等。 三．机械四足行走系统： 1.机械四足的形状： 一开始的时候，我曾经很困惑于如何把握行走稳定与行走速度之间的平衡，后来设 想出仿人类四肢的关节加上圆形的脚盘这个方案，总体感觉可以满足行走的需要。 2.如何实现行进： 参考了机械小狗的设计，将机械四足连接在机器人的中央处理系统而成为一个整 体，接受中央处理系统的控制。每次改变一个机械足的位置，实现整个机器人的行
救援机器人 作用:地震废墟寻找生命、帮助破拆，代替人工进入废墟，进行搜救，。一方面可以进入人工搜救所达不到的地方；其次，对救援人员生命安全的一个保障。 应用技术：热源感应技术、生命探测技术、摄影技术、红外扫描技术，空中监测技术、红外遥感技术。 应用设备：热源感应器、生命探测仪、夜视摄像头、二氧化碳检测器、输氧设备、给养运输设备、螺旋桨（穿梭废墟之中的空中无人机） 商业模式：主要应用于消防，解放军，这些官方部门，主要销售给他们，销售给政府，保证百姓与营救人员的人身安全，使安全系数最大化。 风险：任何发明都是有风险的，然而我觉得这个最大的风险就是机器人到废墟深处运行出现问题，例如出现卡壳现象，死机，信号被干扰，所以这个都是技术上可以避免的，这个风险还是可控的。 思想来源：在一个废墟中，我们不可能每一个细节都做的尽如人意，很多种情况都需要我们人工深入救援。例如滨河工业区的爆炸，如果不是消防员进入火场勘测，而是机器人进入勘测，先行解除隐患，我们可以减少一大部分伤亡，而且可以更加从容的制定出应对策略，可以有更多的时间、想出更好的办法。化工厂爆炸，会生成很多对人体有害的物质，这无疑是对人身安全的一种威胁。日本福岛的核爆炸，就很好的应用到了机器人救援技术，使伤亡大幅降低。从2008年汶川地震到现在8年。8年以来，我们地震灾后救援时间在一点点缩短。正因为加入了机械力量，降低了破拆得难度，使伤亡系数降低。此创意具有很大的发展潜力。 具体模型架构：仿照航母的结构进行设计，制作出一个类似于“母子机”的这么一款机器人，一个大的机器人里装上具有不同功能的小机器人，生命探测，红外监测，废墟勘探这些需要进入狭小的空间的工作，交给小机器人去做，大机器人主要负责表面勘测，根据小机器人反映回来的废墟下的影像进行破拆，可以大大的降低人工挖掘的难度。利用机器人之间的配合取代人为体力的调配问题。大机器人利用太阳能转化为电能进行工作，小机器人靠大机器人供电实现工作。 面临挑战：缺乏一定的资金、技术支持；经验不足； 救援机器人的行进速度；救援机器人的具体救援方案（假设一场救援，模拟救援过程）； 救援机器人控制设备；救援机器人成本（预估）等——这些问题都要考虑。
机器人创新设计作品说明材料学校名称：景德镇高等专科学校 作品名称：探索者机器人创新设计 作品设计成员： 作品设计时间：二零一二年十月十九日
摘要 本文主要介绍了一个基于ARM7 LPC2138，32 位的高性能主控芯片控制的探索者机器人的创新设计，该设计包括C语言编程，声控、振动、触碰、光强、闪动、黑标、白标、近红外等多种传感控制，图形化编程及便携式编程三种编程模式，能满足任何软件水平的用户实现简单或复杂的自动化控制程序及其他功能实现。 在设计中，详细的展现了探索者机器人的各个功能模块、传感器的属性功能工作状况。最后，实现整个实验功能创新设计。
目录 摘要 (1) 第一章引言 (1) 1.1 探索者机器人创新设计概 述 (2) 1.2 探索者机器人创新设计特点 (2) 1.3 探索者机器人创新设计目的 (3) 1.4 探索者机器人创新设计意义和前景 (4) 第二章、主控板 (5) 第三章、红外接收头 (5) 第四章、语音模块 (5) 第五章、LED 模块 (6) 第六章、舵机 (6) 第七章、传感器 (7) 7.1 黑标/白标传感器 (8) 7.2 近红外传感器 (8) 7.3 姿态传感器 (9) 7.4 闪动传感器 (9) 7.5 声控传感器 (10) 7.6 触碰传感器 (10) 7.7 振动传感器 (11) 7.8 触须传感器 (11) 7.9 光强传感器 (11) 第八章、编程手柄说明 (12) 第九章、C 语言编程基础指南 (13) 9.1 安装编程环境 (13) 9.2 第一个ARM 软件 (18) 9.3 烧写程序 (21) 9.4 ARM 主控板端口列表 (22) 9.5 库函数 (24) lib_io.c………………………………….…………………….………… 24
模块化多功能灾害救援机器人 项目组成员：李路、张晨峰、王清川、李俊、张凯 机电工程学院 指导教师：张锋副教授、宋宝玉教授 摘要：模块化多功能灾害救援机器人，将传统的单体机器人与多机器人系统相结合，实现了机械组件重组互换、电气系统通用模块化和嵌入式分布控制等技术。机器人各组件间的模块化 特性可以满足救援工作中的各种环境与任务需求，其机械设计独创、电控设计先进高效。 关键词：移动机器人；灾害救援；模块化设计；即插即用 1.选题背景 本课题研究来源于国家大学生创新性实验计划。立项之初，正值512汶川大地震灾后时期，灾害救援成为新时代背景下急需解决的新难题。抗震救援的经验表明传统意义的救援设备用途过于单一，功能缺乏整合；现有的救援机器人体积过于庞大，环境适应性欠佳。同时，现代意义的灾害救援已不仅局限于自然灾害救援，多种环境的综合救援才是迫切需要解决的问题，模块化多功能灾害救援机器人正是基于此立题的。 2.方案论证 为适应多种空间环境与任务需求，机器人需要具备各种地形的适应能力和各种功能组件的兼容性与互换性。现有灾害机器人的研究可分为单一机械本体，分布式控制两大方向。 2.1 单一机械本体的多用途救援机器人 机械体系固定，底盘模式单一，负载能力强。此方式发展较早，较为成熟，多为针对特殊的场合设计，由于固定的底盘模式，无法适应多种环境与不同任务功能的快速切换。 2.2多机器人系统 采用多机器人实现机械外形的自组与重构。此种机器人多由若干个外形相同、功能各异的子机器人构成，并根据不同的环境进行组装，以适应不同需求。由于自身结构特点，负载能力较小。 2.3方案分析 综合分析以上两种方案后，本设计采用“积木式”的模块化机械连接方案，既具有单一本体式机器人的强负载能力又兼备多机器人系统的灵活互换性。首先，机器人采用多种通用型底盘，以适应不同的任务要求。其次，采用通用的机械连接与电气连接，实现模块化的互换要求。最后，设计统一的主体核心模块系统，兼容各种底盘，提供电力、指挥控制、同时可加载各型辅助设备。 3.研究主要内容 项目研究综合运用计算机辅助设计、虚拟装配、有限元结构分析、激光加工、印制电路板、高速嵌入式处理器和分布式控制等现代工程技术，配合AutoCAD, SolidWorks,COSMOS Works,
SCARA平面关节式装配机器人设计与简单编程 姓名：杨群 学校 : 大连民族学院 学院：机电信息工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 学号：2008022226
摘要：机器人应用水平是一个国家工业自动化水平的重要标志。本文所谈机器人主要指工业装配机器人，既具有操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的自动化生产设备。本文重点介绍了SCARA装配机器人机械本体设计、原理流程图及简单的编程。 关键词:装配机器人设计；原理流程图；简单编程
目录 第一章绪论 (1) 1.1 引言 (1) 1.2 装配机器人现状及发展趋势 (2) 1.2.1装配机器人现状 (2) 1.2.2装配机器人发展趋势 (3) 第二章SCARA装配机器人机械本体设计 (4) 2.1装配机器人系统总体设计 (4) 2.1.1环保压缩机生产线装配机器人功能需求分析 (4) 2.2 机械结构方案设计 (6) 2.3 关节一（大臂）机械结构设计 (8) 2.4 关节二（小臂）机械结构设计 (9) 2.5 三四关节机械结构设计 (10) 第三章原理流程图 (13) 3.1 面向机器人装配设计与规划的集成框架 (13) 第四章简单编程 (16) 4.1 常用编程语言 (16) 4.2 V AL-II语言 (16) 4.2.1 V AL-II语言介绍 (16) 4.2.2 V AL-II系统框图 (17) 4.2.3 V AL-II系统框图说明 (17) 4.3 V AL-II程序举例 (19) 第五章结论与展望 (20) 5.1全文总结 (20) 5.2 后期展望 (21)
关于救生机器人的创新性研究 摘要：本文通过全面的介绍救生机器人的创意产生，制造方法和使用方法等全部过程。方法科学，创意新颖，具有较强的可行性，和市场前景。本产品综合了机械设计方面，以及电子技术方面的知识。做到机械和控制的很好的融合。机械方面的创新，主要体现在对机器人越障能力的研发；电子方面，则主要运用了单片机的优越可编程控制能力，和无线电技术的遥控功能。其中产品的最关键技术之一是运用了红外探测仪高灵敏的感测能力。该救生机器人很好的将以上几种技术进行了巧妙融合，起到很好的效果。救生机器人主要应用于，地震、塌方、以及火灾救援的等方面的灾难事故的救生工作中，以期降低人工救援的风险，和提高救援效率。 关键词：履带模块化建模单片机无线电红外探测 5.12大地震的巨大破坏能力，以及其带来的巨大损失牵动了每一个华人的心。在举国上下开展大救援的过程中，作者针对事故现场救援难度大，救援人员生命安全无可靠保证，以及救援速度缓慢等弊端，开发、研制了一款旨在降低救援风险，加快救援速度的救生机器人。本产品制作方法科学，创意新颖，具有较强的可行性，和较好的市场前景。产品综合了机械设计方面，以及电子技术方面的知识。做到机械和控制的很好的融合。机械方面的创新，主要体现在对机器人越障能力的研发；电子方面，则主要运用了单片机的优越可编程控制能力，和无线电技术的遥控功能。其中产品的最关键技术之一是运用了红外探测仪高灵敏的感测能力。该救生机器人很好的将以上几种技术进行了巧妙融合，起到很好的效果。救生机器人主要应用于，地震、塌方、以及火灾救援的等方面的灾难事故的救生工作中，以期降低人工救援的风险，和提高救援效率。 1、机器人动力驱动越障系统的设计 1.1底盘和传动装置的设计 机器人的驱动装置运用了传统的履带式。但在此产品较传统的履带式机器人有了较大的改进。在设计过程中，考虑到救援现场的复杂地形条件，参考了变位履带设计【1】方案，对传统履带式进行了改进设计。设计如图：
机器人创新实验（1）报告 摘要 机器人作为20世纪人类最为伟大的发明之一，自60年代问世以来，经历40余年的发展已经取得长足的进步。近年来随着社会的进步和科学技术的迅猛发展，特别是在微电子技术、信息技术，计算机技术，材料技术等科学技术迅速的支持下，机器人的种类日益繁多，性能不断改进，工作领域也在不断地扩大。已经引起了各国科学家的普遍关注。许多发达国家均把机器人技术的开发，研究列入高新技术发展计划。并且已经取得了很大的进展，它的成果将成为各行各业提高生产力的强有力的工具。此机器人是针对目前交通事故频发设计的。利用三轮作为活动方式，通过三个传感器进行感应障碍识别，从而进行控制汽车的运动及时避免各种障碍物。从电影<<机械公敌>>里可以看到机器人的前景，以及注意机器人的弊端。 关键词： 机器人,工具,传感器,障碍物
一、实验目的 1、在保证整个稳定的前提下，将程序写入控制卡，熟悉 软件调试机器人运动步态的技巧，熟悉直流电机的控制，并实现提前设定好的动作步骤，并使机器人能够平稳的运动。 2、熟悉掌握各种搭建元件的使用方法和电机舵机的使用技巧 3、学会对学习知识的应用到实际中的能力，提高自身动手能力。 二.实验器材 探索者，电脑软件TKScop， 我们用到的探索者: 三．组员 项博、张君心、刘小龙 三、实验步骤 1.第一阶段：老师对我们介绍实验内容，对需要用到的配件、软件环境进行讲解，为使我们对实验内容更加熟悉，对软件环境的熟悉。 2.第二阶段：开始动手阶段，为了能使我们小组更好的完成创新实验课程，我们机器人模仿机器人案列制造了简单的机器人，其中有一些改动。
第二阶段成品展示 3.第三阶段：开始创新阶段，在第二阶一定经验的基础上，我们对其进行了创新和改组。其中包括前轮和驱动装置，还有传感器的数量，主要对机器小车的CPU 内部的程序进行了修改，让其实现了第二阶段没有实现的动作。 第三阶段成果 4.第四阶段：老师评价，总结成功与失败。 四、机械结构、控制接线方法、程序、程序流程图说明： 控制线接线方法: 1、2、3、4为传感器接口 5红外接收端口 6手柄ABC三通道的选择键 7程序写保护，on允许下载 反之不允许，如果要运行板载程序，则转换到非on 状态 8为程序下载接口，连接usb转串口线 9舵机接口，共六组。可接标准舵机和圆周舵机。舵机黑色线朝下，三针，最上针空余。10输出端口，共2组，可接LED灯和语音模块
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。
煤矿救援机器人研究现状及关键技术 1、煤矿救援机器人工作环境 煤矿救援机器人工作的环境，往往是结构化地形环境和非结构化地形环境的综合。 （1）井下巷道的布局、轨道、水沟、人行道、管道和电缆等的铺设以及各种设备的布置都是根据矿井实际需要，按照国家或行业标准建造，这些都属于结构化地形。 （2）井下主要有火灾、水灾、顶板事故、瓦斯事故和煤尘事故五大灾害。瓦斯爆炸是煤矿最严重的灾害事故，爆炸产生的高温高压使附近的气体产生巨大的冲击波，造成井下设施的破坏。冲击波扬起的煤尘参与爆炸，产生更大的破坏力，引发顶板冒落、煤壁片帮以及设备翻倒等事故。这种地形是复杂的非结构化地形。 2、国内外研究现状 （1）国外研究现状 1998年Sandia智能系统机器人研究中心研制了“RATLER机器人”，该机器人采用无线控制，利用自身携带的摄像头,可以识别煤矿的入口，同时传回有用的周围环境信息。 图1 RATLER机器人 卡内基梅隆大学研制了Groundhog四轮驱动机器人，用于检测矿井有害气体浓度和对井下巷道进行三维成像，通过电缆将测得数据传到地面指挥人员。但在首次试验时，机器人进入到距离矿井口30米处，因计算机进水，而被迫中止。
图2 Groundhog侦查机器人 图3为2006年美国东部西弗吉尼亚州阿普舒尔县萨戈（Sago）煤矿发生矿难运用的机器人。2007年8月美国Utah州发生煤矿事故，救援人员派出了University of South Florida研制的图4所示救援机器人，但因机器人中途行进过程中陷入泥潭而受阻。 图3 美国救援机器人图4南佛罗里达救援机器人 Gemini Scout是美国职业安全与健康中心资助圣帝亚国家实验室研制的一款矿井救灾机器人，如下图所示。它为履带式双节机器人，长1.2m，宽0.7m，在身体上方有一个高出机体的摄像机桅杆，其上安装了一个能透过烟雾和尘埃的红外摄像头，配置了有毒气体传感器和爆炸气体传感器。由一个灵活的关节连接身体的两节，使它能够通过复杂的地形和狭窄的角落。采用遥控方式，由于无线控制容易受到井下环境的干扰，它同时以光纤通信装置为备用，以保障通信畅通。它能够先于搜救人员进入危险的环境，为救援提前感知现场情况，当它寻找到伤员时，能够引导伤员到安全的环境，提供氧气、水、药品等必需品，它还能改装成能将伤员搬动或拖到安全地点的救援机器人。
实验报告 （理工类） 课程名称: 机器人创新实验 课程代码: 6003199 学院(直属系): 机械学院机械设计制造系 年级/专业/班: 2010级机制3班 学生姓名: 学号: 实验总成绩: 任课教师: 李炜 开课学院: 机械工程与自动化学院 实验中心名称: 机械工程基础实验中心
一、设计题目 工业机器人设计及仿真分析 二、成员分工：（5分） 三、设计方案：（整个系统工作原理和设计）（20分） 1、功能分析 工业机器人由操作机（机械本体）、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。 本次我们小组所设计的工业机器人主要用来完成以下任务： （1）、完成工业生产上主要焊接任务； （2）、能够在上产中完成油漆、染料等喷涂工作； （3）、完成加工工件的夹持、送料与转位任务； （5）、对复杂的曲线曲面类零件加工；（机械手式数控加工机床，如英国DELCAM公司所提供的风力发电机叶片加工方案，起辅助软体为powermill，本身为DELCAM公司出品）
履带式救援机器人 班级： 指导教师： 组长： 组员： 综合实习报名表 .doc proe全套装配-零件 模型.zip 实物运行动画.3gp 效果图.rar
目录 履带式救援机器人 (1) 第一章 (3) 概述1.1 (3) 设计背景1.2 (3) 第二章产品说明书 (3) 2.1 产品简介 (3) 2.1.1 产品结构 (4) 2.1.2 产品使用方法 (4) 2.2 创新设计及原理 (5) 第三章机构设计原理及参数计算 (5) 第四章产品的成本计算及其推广 (7) 4.1 成本计算 (7) 4.2产品的推广 (7) 结束语 (8) 附件 (8)
第一章 概述1.1 在本次机械专业综合实习中，我们抽中的选题为“救援机器人”。根据实际生产状况，实际救援需要等因素，综合考虑后我们设计并制作了此履带式救援机器人。该机器人由动力车和拖车部分组成。 设计背景1.2 生活中，人们难免会遇到意外或者灾难，这时候就涉及到救援的问题。救援的高效与否直接决定了人身安全的保护是否有效。有时候在某些极端或非常的条件下，人无法完成某些救援过程中的动作，这时，就需要寻求另外的措施来快速解决问题。其措施中使用机器人即为一个既方便又有效的取向。机器人的功能也很多，此次我们为解决救援过程中物资供给问题，就设计了专供运送物资的履带式救援机器人。 第二章产品说明书 2.1 产品简介 该机器人通过远程遥控，模拟救援中救生物资的远程输送。 电子部分： 该救援机器人使用12V高扭矩电机，动力可靠。遥控电路标准化程度高，可便捷地扩充功能。 机械部分： 该机器人使用履带传动，爬升技能良好，可轻松爬上30°左右斜坡。在泥土，草地，沙石地中也有良好的地形适应力。
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, 能够出众完成各项任务。 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, 经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
机器人创新挑战赛主題与规则 ――全民健身1.机器人创新挑战赛简介 ( )机器人创新挑战赛是一项青少年机器人比赛项目。要求参加比赛的代表队自行设计、制作机器人并进行程式设计。参赛的机器人可在特定的竞赛场地上，按照一定的规则进行比赛。在中国青少年机器人竞赛中设置机器人创新挑战赛的目的是通过信息技术及科学原理的融合运用，启发参赛者的科技运用及创意，并以机器人设计的竞赛活动，达到推动创新科学教育的目的，激发我国青少年对机器人技术的兴趣。 2.竞赛主題 本届挑战赛的主题为“全民健身”。 全民健身是指全国人民，不分男女老少，全体人民增强力量，柔韧性，增加耐力，提高协调，控制身体各部分的能力，从而使人民身体强健。 全民健身旨在全面提高国民体质和健康水平，以青少年和儿童为重点，倡导全民做到每天参加一次以上的体育健身活动，学会两种以上健身方法，每年进行一次体质测定。为纪念北京奥运会成功举办，国务院批准从年起，将每年月日设置为“全民健身日”。 伴随着全民健身活动的蓬勃开展，人们的生活观念发生巨大变化。在一些大中城市，为健康而消费成为新时代提高生活质量的一种时尚。部分新兴体育项目，如攀岩、马术、蹦极、保龄球、滑板、女子拳击、沙弧球、跆拳道、高尔夫球等运动，尤其受到年轻人的青睐。 . 比赛场地与环境 场地 场地图（不含黑边）的尺寸为长宽。 图为训练场地示意图。实际比赛场地可能略有不同。
参赛队可以把待命区内当前不动或机器人不用的物品放到待命区外，只要这个动作不具有任何策略性。 如因其它原因而非机器人的动作使场地中的模型断裂、失效、移动或被启动，如果可能，裁判员应尽快将它恢复。 起始区与终止区 场地中有一块起始区（区域）和一块终止区（区域）。起始区是机器人准备、启动的地方，终止区是机器人最终停止的地方。起始区为：*。 赛场环境 机器人比赛场地环境为冷光源、低照度、无磁场干扰，但由于一般赛场环境的不确定因素较多，例如，场地图下面有纹路和不平整；场地图本身有皱褶；尺寸有误差；光照条件有变化等等。参赛队在设计机器人时应考虑各种应对措施。. 机器人和器材 本节提供设计和构建机器人的原则和使用器材的要求。参赛前，所有机器人必须通过检查。竞赛中号遥控机器人首先启动，号机器人启动后，通过无线手柄遥控的方式去启动号机器人，号机器人应让其自动运行完成规定任务，参赛队员不得再对号机器人进行干预。不允许使用智能循迹模块。 每个参赛队只能使用两个机器人完成所有比赛项目。赛场上只能有两个控制器，不能再把其它控制器带到比赛区，即使该控制器只是用于配重或装饰或放在场外的盒子里。 机器人最多可以使用个传感器，它们可以是触碰传感器、光电传感器、颜色传感
多功能救援机器人 中国在十一五期间，已经将“废墟搜索与辅助救援机器人”项目列入国家863重点项目，由中科院沈阳自动化所机器人学国家重点实验室与中国地震应急搜救中心联合承担研制，并成功研制出“废墟可形变搜救机器人、机器人化生命探测仪、旋翼无人机”三款机器人。这三款机器人曾经被国家地震局评为十一五以来最具应用实效的10项科技成果之一。日本一些科学家研制出一种可以在废墟中爬行的机器人，他们可以承担营救被困于地震废墟中的幸存者重任。但是目前市场上救援机器人适用性单一，造价不菲。 本文将提出一种多功能救援机器人，可应用于火灾，地震，森林搜救等场景，采用自动控制和手动控制两种方式，实现无线数据传输，生命信息定位等功能。多功能救援机器人以履带作为骨架，兼以80c51单片机的主控系统，结合无线视频传输、生命信息及时定位等技术，实现对事故现场环境的检测。 同时，多功能救援机器人利用各种传感器，如温度传感器、气体浓度传感器、超声波传感器、红外传感器等，经过数据采集数据处理和数据输出，完成对事故现场环境检测如温度、湿度二氧化碳浓度的采集。可通过无线技术与移动设
备连接，实现手动控制和自动控制，更加具有实用性、灵活性，更加人性化、智能化。 多功能机器人应用范围广，可广泛用于火灾、地震、森林搜救等多种场景。 系统整体设计包括以下结构 1、MCU芯片采用加强型51单片机STC12C5A60S2单片机，除了具有52单片机的全部功能外，还有丰富的外设，包括3个时钟输出口，外部中断I/O口7路，传统的下降沿中断或电平触发中断，并新增支持上升沿中断的PCA模块，power down模式可由外部中断唤醒，有两路PWM，A/D转换。 2、循迹模块采用四只TRCT红外对管，分别置于小车车身前轨道的两侧，根据两只光电开关接受到白线与黑线的情况来控制小车转向来调整车向。 3、由于进入障碍区之后，只要判断小车的前方和偏左方向有无障碍即可，所以障碍物的检测采用反射式光电传感器。 ] 4、电机驱动模块使用功率三极管作为功率放大器的输出控制直流电机。线性型驱动的电路结构简单原理简单，成本低，加速能力强，但是功率损耗大，发热厉害，因此采用l298专用芯片。用单片机控制占空比即可调的PWM波，从而精确控制电机的转速。内置电路效率高。 5、图像传输采用路由器挂载摄像头的方式，使图像可
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 青岛科技大学 本科毕业设计（论文） 题目 __________________________________ __________________________________ 指导教师__________________________ 辅导教师__________________________ 学生姓名__________________________ 学生学号__________________________
院（部）____________________________专业________________班 _______________________________ ______年 ___月 ___日 毕业论文（设计）诚信声明 本人声明：所呈交的毕业论文（设计）是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，论文中引用他人的文献、数据、图表、资料均已作明确标注，论文中的结论和成果为本人独立完成，真实可靠，不包含他人成果及已获得或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 论文（设计）作者签名：日期：年月日毕业论文（设计）版权使用授权书本毕业论文（设计）作者同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文（设计）的复印件和电子版，允许论文（设计）被查阅和借阅。本人授权青岛农业大学可以将本毕业论文（设计）全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本毕业论文（设计）。本人离校后发表或使用该毕业论文（设计）或与该论文（设计）直接相关的学术论文或成果时，单位署