救援机器人

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。

救援机器人分类及特点【摘要】救援机器人是一种能在灾难救援中发挥重要作用的机器人。

根据功能，救援机器人可以分为不同类别，如搜索救援、救援运输等。

按照行动能力，可以分为陆地、水下、空中等类型。

救援机器人具有自主性强、适应性强和速度快的特点。

自主性强使其能够自主完成任务，适应性强使其可以适应各种环境，而速度快则能够迅速响应灾难救援需求。

救援机器人在救援中扮演着重要角色，为救援行动提供了有效支持。

由于其多样化的功能和强大的特点，救援机器人将在未来的灾难救援工作中发挥越来越重要的作用。

【关键词】救援机器人、分类、特点、功能、行动能力、自主性、适应性、速度、灾难救援、重要作用1. 引言1.1 救援机器人分类及特点救援机器人是一种应用于灾难救援和紧急救援任务中的特殊类型机器人。

它们能够在受灾区域或其他危险环境中执行各种任务，包括搜索和救援受困人员、提供医疗救治、清理灾害现场等。

救援机器人的分类主要基于其功能和行动能力，以及具有一些共同的特点。

基于机器人功能的分类包括多种类型，比如搜索与救援机器人、医疗救护机器人、搜救机器人、救火机器人等。

这些机器人根据不同的任务需求，装备有各种传感器、机械臂和其他设备，能够灵活应对各种复杂情况。

基于机器人行动能力的分类主要包括地面机器人、空中机器人和水下机器人。

地面机器人可以在陆地上移动，搜救受困人员；空中机器人可以飞行在空中，迅速响应，提供俯视图像；水下机器人可以潜水到水下危险区域执行任务。

救援机器人具有自主性强的特点，能够根据预设的任务执行路径独立完成任务。

其适应性强，能够适应各种恶劣环境，如高温、有毒气体等。

而且救援机器人速度快，能够在最短时间内到达灾害现场，展开救援行动。

在灾难救援中，救援机器人发挥着重要作用，可以帮助减少人员伤亡，提高救援效率，对于救援工作有着不可替代的重要地位。

的研究和发展，将进一步提升救援机器人在灾难救援中的应用价值。

2. 正文2.1 基于机器人功能的分类救援机器人的分类可以根据其功能来划分，主要分为几类：搜索救援机器人、救援运输机器人、救灾物资分发机器人和医疗救援机器人。

智能救援机器人的设计解析自从1920年捷克斯洛伐克作家卡雷尔，恰佩克的《罗萨姆的机器人万能公司》问世，人们便对机器人充满了幻想与期待。

随着社会的不断发展，各行各业的分工越来越明细，机器人也能在其中扮演重要的角色来替代人们的劳动。

与此同时，随着科学技术的发展，探险、救灾、排爆等危险场合工作的机器人，以及自动化生产中机器人的应用也日益广泛。

因此，智能救援机器人的研制已成为急需和必要，文章就智能救援机器人的设计进行了探讨。

1 智能救援机器人的硬件设计该智能救援机器人主要由电源模块、检测感应模块（实现巡线、避障、捡放硬币、测距功能）、声光报警模块、控制器模块、电机驱动模块、显示模块六部分组成，其结构框图如图1所示。

智能救援机器人全部能量来源于位于机器人底部的六节五号电池，经过传统的7805稳压电路给其单片机及外围传感器供电，其电路如图2所示。

部分传感器采用5V低电压供电可以避免机器人过早检测障碍物而停止前进。

1.2 检测感应模块1.2.1 巡线电路巡线模块我们采用红外对管。

红外对管由LED和光电三极管组成，光电三极管根据从地面反射回来的LED的光的强度而改变积极基极电流。

在光电三极管基极接一上拉电阻，则可根据基极电压的测量判断反射光的强弱，强光说明探测器下方是白色，弱光说明下方光较弱，大部分光被黑线吸收。

对于输出的模拟信号，我们将其引入五个电压比较器LM339进行处理。

电压比较器LM339的一输入端接红外对管，另一端接滑动变阻器，通过对滑动变阻器的调节可以实现对红外对管对黑线的灵敏度。

比较器LM339的另一端接上拉电阻后进入单片机进行探测。

1.2.2 避障电路避障部分采用光电开关，将其安放在机器人需要测量的各个方向。

为减少它的测量距离保证机器人的正常运行，我们采用的是低电压5V供电，供电电压虽略显不足，但能保证它的正常短距离探测。

光电开关的信号线的高低电平可反映前方障碍物的有无，障碍物检测电路如图3所示。

近段时间以来，梅雨季的到来让我国不少城市进入汛期，大部分南方城市更是面临严重暴雨、洪水等灾害。

在此背景下，各式救援机器人被委以重任。

例如在扬州，水上搜救便用上了无人机；同时在武汉，防汛应急也用上了机器人；此外在浙江、湖南、四川等省市，无人机、机器人也都成为应急救援抢险的标配。

而我们知道，一直以来机器人领域应用较多、发展较快的都是工业和服务机器人，特种机器人向来比较低调。

像救援机器人，市场发展就长期处于蛰伏期，那么近年来，其又是如何成为众所青睐的对象的呢？其实，救援机器人发展空间和潜力的爆发，既得益于需求的释放，也离不开技术突破与商用价值的支撑。

救援机器人价值凸显众所周知，我国是一个灾害频发的国家，不管是核电、化工、矿难、火灾、交通等人为事故，还是地震、海啸、台风、洪水、干旱等自然灾害，频繁多发的各种灾害总在威胁着人们的生命与安全。

基于此，为减少灾害带来的损失，除了平时要注意自然保护、遵循生产规范、提升安全意识外，灾后救援同样重要。

而传统的应急抢险救援方式，主要依赖人力。

期间可能也会有相应装备辅助，但人工救援仍然是主流。

这就导致，一方面由于灾后空间狭小、环境恶劣等问题，救援人员难以深入现场；另一方面，二次灾害随时有可能发生，处置稍有不当就可能给救援人员也带来严重安全危害。

因此，传统救援方式也存在不少弊病。

那么，如何让刻不容缓的救援工作能得以快速实施，同时又不会产生那么多的问题和困难呢？这便给了机器人登场的机会。

像工业和服务领域一样，救援领域也可以采用“机器换人”的方式，通过利用机器人参与到矿难、火灾、地震、洪水等灾害救援场景之中，不仅能够提升救援效率，同时也能保障人员安全。

相比于人类的血肉之躯，机器人拥有坚硬的外表和灵活的身躯，这使得其既能够抵御各种恶劣环境的侵袭，轻松进出各种人类无法企及的场所，具备高强适应性。

与此同时，机器人所具有的强大功能，也使得其能够更加专业化和有针对性的实施各种救援行动，让救援变得更加合理、高效、精准、安全以及全面。