救援机器人

基于应急救援的机器人设计研究摘要：随着科技的不断进步和人们对生命安全的严重关注，援救机器人在应用领域方面也有了很大的发展空间。

援救机器人是一种能够在危险环境下执行任务，提供救援及支援服务的机器人。

本文所设计的应急救援机器人使用同轴麦轮作为机械的移动的底盘。

能适应绝大多数地形。

并且能够很好的通过较为狭小的过道。

自适应能力极强。

底盘采用高度结构化。

更易于维修和拆卸。

机器人采用ABBIRB460机械臂。

结构简单方便，工作效率高，采用快拆设计，通过两颗螺丝更换更多类型机械爪，实现更多功能。

机器人整体体积不大易于搬运且结构化易于拆卸和维修。

最后使用DR16作为接收器。

接受范围广。

可在一公里以外进行遥控，信号稳定且价格实惠。

关键词：结构化；救援；机器人；引言：目前，援救机器人广泛应用于自然灾害、人工灾害、救援等领域在现代社会发展的进程中，人们的生活方式、生存环境和风险事件变得越来越复杂和多元化，同时人类也缺少对应的应急救援技术和设备，如遭受自然灾害、肆意街头暴力、特大传染病、恐怖袭击等各种突发事件。

在应对这些突发事件时，应急救援机器人的角色变得越来越重要，但是当前市场上缺少满足应急救援的特种车辆，在这样的背景下，开发应急救援机器人项目势在必行。

一、应急救援机器人结构设计1.应急救援小车核心参数重量、尺寸等，其中尺寸和重心高度可参考1表。

表1应急救援机器人核心参数名称参数重量（kg）17.8长、宽、高（mm）810.510.430重心高度（mm）170机械臂自由度3移动速度（m/s）前进：3.9平移：3.2最大上坡度数（°）纵向：15横向：142.底盘部分小车底盘使用四麦克纳姆轮共轴结构，每个麦克纳姆轮由单独的3508电机进行驱动。

轮组形式为电机-联轴器-麦轮。

根据测量，单个轮组宽度约为130mm。

因此四麦轮并排排布所需宽度约为520mm，小于最大宽度 1200mm。

因此理论上可以使用普通麦轮进行设计。

摘 要我国是世界上地震灾害频繁发生的国家之一。

地震灾害以其瞬间突发性、破坏性强、严重性强和次生灾害多样性等特点，严重威胁着人类的生命和财产安全。

地震灾害发生后的72小时里，被困人员的存活率随时间的推移逐渐降低。

又因地震废墟环境具有范围广、受灾面积大、伤亡情况不确定和次生灾害频发等特点，所以地震救援具有时间紧急、救援难度大等特点。

随着科学技术的进步与发展，出现了可以用于地震救援的救援机器人。

地震救援机器人因具有可以连续执行救援任务，代替救援人员深入危险环境，可以搭载相应的工具深入废墟环境进行救援得到认可。

但是救援机器人依然存在着受地震废墟环境影响，作业方式与救援需求不匹配，救援效率不理想等问题。

本文主要采用文献资料法、分析法和比较研究法进行研究。

研究目的是解决复杂地震废墟环境影响救援机器人使用，作业方式与救援需求不匹配，救援机器人救援效率不理想等问题。

基于救援机器人的相关技术和研究成果，设计研究新型地震救援机器人。

通过调研与分析，我们提出了地震救援机器人设计的相关要求，主要包括全地形通过、工具多功能、机身轻量化、型号体系化和外观辨别化设计要求。

通过对这些设计要求的深入分析研究，结合地震救援机器人的设计原则，我们可以知道满足这些要求的地震救援机器人能更好地适应废墟环境，也能改善救援效率不理想等问题。

最后，根据设计要求、设计原则和地震救援的相关内容，进行具体解决方案的设计。

关键词地震灾害；救援；废墟环境；被困人员；机器人AbstractChina is one of the countries with frequent earthquake disasters in the world. Earthquake disaster is characterized by its sudden, destructive, serious and secondary disaster diversity, which seriously threatens the safety of human life and property. In the 72 hours after the earthquake disaster, the survival rate of the trapped people gradually decreased with the passage of time. Because of the wide range, large disaster area, uncertain casualties and frequent secondary disasters, earthquake rescue has the characteristics of time emergency and difficulty.With the development of science and technology, there are rescue robots that can be used in earthquake rescue. Because the earthquake rescue robot can carry out the rescue task continuously, instead of the rescue personnel to go deep into the dangerous environment, it can carry the corresponding tools to go deep into the ruins environment for rescue. However, there are still some problems in the rescue robot, such as the impact of the earthquake ruins environment, the operation mode does not match the rescue needs, and the rescue efficiency is not ideal.This paper mainly uses the methods of literature, analysis and comparative research. The purpose of the research is to solve the problems that the complex earthquake ruins environment affects the use of rescue robots, the operation mode does not match the rescue needs, and the rescue efficiency of rescue robots is not ideal. Based on the related technology and research results of rescue robot, a new type of earthquake rescue robot is designed and researched.Through investigation and analysis, we put forward the design requirements of the earthquake rescue robot, including all terrain passing, multi-functional tools, lightweight fuselage, model systematization and appearance discrimination design requirements. Through the in-depth analysis and research of these design requirements, combined with the design principles of the earthquake rescue robot, we can know that the earthquake rescue robot meeting these requirements can better adapt to the ruins environment, and also can improve the rescue efficiency is not ideal. Finally, according to the design requirements, design principles and related contents of earthquake rescue, the specific solution design is carried out.Key words earthquake disaster; rescue; ruins environment; trapped people; robot目 录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 论文的研究背景 (1)1.1.1 研究背景 (1)1.1.2 研究目的及意义 (2)1.2 国内外研究现状 (3)1.2.1 国内研究现状 (4)1.2.2 国外研究现状 (4)1.3 研究内容 (6)1.4 论文框架图 (7)第2章被困人员与废墟环境状况 (9)2.1 被困人员状况 (9)2.1.1 被困人员伤病状况 (9)2.1.2 被困人员心理状况 (11)2.2 废墟环境状况 (11)2.2.1 外部废墟状况 (12)2.2.2 存活空间状况 (15)2.3 本章小结 (17)第3章地震救援机器人设计要求分析 (19)3.1 全地形通过设计要求 (20)3.2 工具多功能设计要求 (22)3.3 机身轻量化设计要求 (25)3.4 型号体系化设计要求 (28)3.5 外观辨别化设计要求 (30)3.6 本章小结 (32)第4章地震救援机器人设计原则 (35)4.1 可靠性设计原则 (35)4.1.1 动力装置的可靠性 (36)4.1.2 行走装置的可靠性 (37)4.2 标准化设计原则 (37)4.2.1 型号的标准化 (38)4.2.2 运输的标准化 (38)4.3 创新性设计原则 (40)4.3.1 工具的创新性 (40)4.3.2 结构的创新性 (41)4.4 本章小结 (42)第5章地震救援机器人设计实践 (43)5.1 行走模块设计 (43)5.2 工具模块设计 (45)5.3 主机模块设计 (47)5.4 机身材料使用 (48)5.5 外观颜色设计 (48)5.6 机器人图解 (50)5.7 设计说明 (51)结论 (55)参考文献 (57)攻读硕士学位期间所发表的论文 (61)致谢 (63)第1章绪论1.1 论文的研究背景1.1.1 研究背景我国是世界上地震灾害频繁发生的国家之一，地处欧亚板块的东南部，因受印度洋板块、太平洋板块的相互作用和影响，所以地震灾害相对活跃[1]。

军用机器人分类及特点
军用机器人是指为军事目的而设计的机器人，具有不同的分类和特点。

根据用途和功能，军用机器人可以分为战斗机器人、侦察机器人、救援机器人等。

战斗机器人是一种能够进行战斗任务的机器人。

其特点是具有强大的防御和攻击能力，可用于执行危险任务。

战斗机器人一般具有高速移动和精准打击的能力，可以在战争中发挥重要作用。

侦察机器人是一种能够进行侦察任务的机器人。

其特点是具有隐蔽性和灵活性，能够在敌人的监视范围内进行隐蔽侦查。

侦察机器人一般具有高效的信息收集和传输能力，可以为军事指挥提供重要的情报支持。

救援机器人是一种能够进行救援任务的机器人。

其特点是具有快速响应和高效执行任务的能力，可以在应急情况下展现出其重要作用。

救援机器人一般具有很强的适应性和操作性，可以在不同的环境和地形中执行救援任务。

总之，军用机器人的分类和特点是多样的，不同类型的机器人在军事作战中都有着各自的重要作用。

随着科技的发展，军用机器人将越来越多地被应用于军事领域，为军事指挥和作战提供更强有力的支持。

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物业消防救援机器人的工作原理工作流程及维修保养方
案
物业消防救援机器人是一种可以在危险的火灾环境中进行救援的机器人。

它是基于先进的智能化技术，利用一系列传感器和控制系统，完成设
定的消防救援任务。

它能够准确判断火场状况，通过图像处理和智能控制，在火场里执行喷洒水、灭火、等消防救援任务。

1、磁力传感器：在室内正常状态下，机器人能够用磁力传感器来检
测房间的朝向和转弯的方向，从而实现地图建立的目的；
2、烟雾传感器：机器人可以利用烟雾传感器检测周围空气中的烟雾
浓度，以此判断火势的大小；
3、控制器：机器人搭载的控制器负责对传感器的数据进行处理，并
根据处理结果对机器人进行设定的任务指令；
4、灭火器：机器人上搭载的灭火器负责向火场中释放灭火物质，从
而灭火；
5、装置：火场中装备有摄像头和红外摄像头，可以对火场产生的高
温进行实时监控，并用于可能被困的人员和物体。

1、定期检测：定期对机器人进行维护检查，确保机器人的正常运行。

2、清洁外壳：定期清洁机器人的外壳。

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。

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，通过加装红外感应器材和探人雷达等仪器设备，使其能够在较大范围内执行地震灾区的搜救任务，机器人的中心搭载平台采用模块化设计，可以根据实际需要即时更换设备进行搜救工作。

浅析消防机器人在消防工作中的有效应用消防机器人是一种能够在消防工作中发挥重要作用的先进技术装备。

它们具备自主导航、火灾监测、灭火救援等功能，可以在火灾现场提供有效的帮助和支持。

本文将从消防机器人的种类、应用场景、优势和挑战等方面进行浅析，以探讨其在消防工作中的有效应用。

一、消防机器人的种类消防机器人按照功能和形态可以分为多种类型，主要包括以下几类：1. 灭火机器人：这类机器人主要用于灭火作业，可以携带灭火器材，通过自主导航和遥控操作进行火灾扑救。

它们通常具备灵活的移动能力和高效的灭火能力。

2. 探测机器人：这类机器人主要用于火灾探测和监测，可以通过传感器感知火灾的存在，并及时向指挥中心发送报警信息。

它们通常具备高灵敏度和广泛的监测范围。

3. 救援机器人：这类机器人主要用于救援行动，可以在火灾现场进行人员搜救、物资运送等任务。

它们通常具备强大的承载能力和灵活的机械臂，能够应对复杂的救援环境。

二、消防机器人的应用场景消防机器人可以应用于各种消防场景，包括但不限于以下几个方面：1. 建筑火灾：在高层建筑火灾中，消防机器人可以代替消防员进入火灾现场进行灭火作业，避免了人员伤亡的风险。

2. 工业火灾：在工厂、仓库等工业场所的火灾中，消防机器人可以快速准确地探测火源，并进行及时的灭火救援。

3. 交通事故：在交通事故中，消防机器人可以协助消防员进行人员搜救、车辆疏散等任务，提高救援效率。

4. 森林火灾：在森林火灾中，消防机器人可以深入火场进行监测和灭火作业，减少人员进入火场的风险。

三、消防机器人的优势消防机器人在消防工作中具有以下几个优势：1. 安全性：消防机器人可以代替人员进入危险环境，减少人员受伤和牺牲的风险。

2. 效率性：消防机器人具备自主导航和高效的工作能力，可以快速准确地进行火灾探测、灭火救援等任务。

3. 灵活性：消防机器人可以适应各种复杂环境，如高温、狭小空间等，具备良好的机动性和适应性。

4. 多样性：消防机器人的种类较多，可以根据不同的消防任务选择合适的机器人进行应用。

煤矿救援机器人结构设计及分析发表时间：2017-09-29T11:11:40.620Z 来源：《基层建设》2017年第14期作者：刘春[导读] 摘要：矿用救援机器人是一种辅助或替代矿山救护队员进行灾区环境探测和搜救工作的应急救援装备，其应用可以有效地加快搜救速度，及时发现被困矿工，快速定位遇难人员，减少人员伤亡。

新疆矿山救护基地新疆乌鲁木齐市 830063 摘要：矿用救援机器人是一种辅助或替代矿山救护队员进行灾区环境探测和搜救工作的应急救援装备，其应用可以有效地加快搜救速度，及时发现被困矿工，快速定位遇难人员，减少人员伤亡。

煤矿井下空间狭小、地形复杂，尤其是煤矿事故后，矿用救援机器人的作业环境和作业对象是变化的、未知的非结构化环境。

因此本文从煤矿救援机器人结构分析入手，对救援机器人的功能和结构进行了设计。

关键词：救援机器人；危险环境；结构设计灾害事故发生后，作业矿工常常被困于井下，需要进行应急救援。

目前的应急救援方法是派矿山救护队员下井直接搜救。

应急救援时间要求紧迫，救援队员越早进入煤矿，被困矿工的生还希望就越大。

但是，矿井瓦斯爆炸发生后，灾区气温升高，粉尘浓度增大，爆炸性气体以及高浓度的有害气体充满了巷道，矿井环境不稳定，随时有发生二次爆炸或多次爆炸的可能；爆炸后部分造成顶板不稳定，随时可能发生冒落；加之爆炸冲击波波及的矿井巷道内设备错乱、冒落的顶板堆积、错综复杂，给搜救工作带来了很大的困难和危险，以至于救护队员往往不能或无法进入某些危险区域进行搜救工作，从而延误了最佳救援时机，增加了伤亡和事故损失。

因此，在灾害发生后，及时、快速、准确地进行井下失踪矿工的搜寻和定位工作是极其重要的。

需要研制代替矿山救护队员进入煤矿井下灾后现场进行环境探测和救援任务的矿用救援机器人。

一、煤矿救援机器人的技术要求为了能够在煤矿灾变事故环境中有效作业，矿用救援机器人有以下技术要求：（1）移动平台具有很强的非结构环境适应能力和很高的可靠性。

火灾救援机器人
火灾救援机器人
朱科宇
每次发生火灾的时候，都是勇敢的消防队员端着水枪，冲进熊熊大火中灭火、救人。

消防员们的工作很辛苦，也很危险。

于是，我想为消防队员们发明一种火灾救援机器人。

这种机器人平时不用的时候可以收起来，大小像一个小朋友这么高的箱子。

只要遇到火灾，它立刻变身——底部会伸出两个轮子，移动的时候就像人的两只脚一样迅速灵活。

顶部可以伸出两把水枪，可以瞬间喷出巨大的水流，用于灭火。

它的背后还有两个专门的架子，是负责运送火灾中受伤的人。

你可能会想：火场的温度这么高，机器人会不会被高温融化呢？其实，这种机器人的全身布满了一种特殊的钢，是不会被高温融化的，所以它们进入火灾现场一点儿事都没有。

这种机器人充电的方式更神奇：晚上放在地里，它可以自动吸收地下的水分，因为它是用水分作为燃料的。

经过一夜的“充电”，到了第二天早上，它就已经精神奕奕了，随时做好参与救援的准备。

“滴滴！”火警电话响了，消防队员带上火灾救援机器人快速出发了。

起火地点在一座高楼的二十层，消防云梯根本就没有那么高，只能派会在救援机器人进入大楼内部灭火和搜救。

消防队员坐在消防车上，用遥控器进行操纵。

它们快速地进入起火的大楼，一遇到大火，头顶上自动伸出的大水枪对准火苗快速地喷水。

只听“哗哗”，火势立刻小了不少。

它们脚下的轮子也在飞快地转动，从不同的方位灭火。

不到十分钟，火势已经被扑灭了。

不仅如此，它们还成功地搜救了被困在火中的人们，自己却一点事也没有。

你们看，火灾救援机器人是不是很厉害呢？。

摘要近年来，由于环境恶化导致的自然灾害以及战争导致的人为灾害经常发生。

在灾难发生后的48小时以内，是在受灾现场废墟中寻找幸存者的黄金时间。

灾难救援现场环境往往是异常复杂、危险、多变，救援行动刻不容缓，在此种环境下，采用救援机器人协同救援人员，进行救援行动，能起到事半功倍的作用。

结合救灾场所的非结构化环境,本毕业设计设计了一款救援使用的探测机器人.机器人采用通用开放式机器人系统，采用模块化设计。

机器人系统的性能和功能可以根据救灾环境的需要很方便的增减。

良好的无线通讯功能允许远程操作。

在演示控制界面可以用单片机语言控制机器人移动状况。

控制系统结构流程：计算机发出信号经过电平转换到无线收发模块，之后通过无线通讯到无线接收模块，通过单片机处理以及数据锁存最终控制机器人。

调速系统硬件原理是以AT89S51单片机为控制核心。

救援机器人采用了多种传感器共同作用，以便更加精确的获得探测结果，包括使用3CCD 感光器获得图像信息、使用超声红外传感器精确确定探测目标的位置。

采用履带式行走机构,履带具有较强的驱动力，可以在阶梯上移动、重心低而稳定。

救援机器人具有可靠的机械系统和智能化的控制系统，可以在救灾现场恶劣的自然环境下工作。

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关键词：救援机器人；控制系统；传感器；模块化设计；开放式机器人；AbstractIn recent years,due to the natural disasters caused by environmental degradation and man-made disasters caused by the war happened veryoften.Disaster rescue site environment is often complicated,dangerous, changeable,so it is urgent to rescue.In this environment,adopt the rescue robot coordinated rescue workers to carry on the rescue operation,can have the effect of get twice the result with half the effort.聞創沟燴鐺險爱氇谴净。

矿山巡检救援机器人的设计研究目录一、内容概述 (2)1. 研究背景与意义 (2)2. 国内外研究现状及发展趋势 (3)3. 研究目的与任务 (5)二、矿山巡检救援机器人系统设计 (6)1. 整体架构设计 (8)2. 机器人机械结构设计 (10)3. 机器人控制系统设计 (11)4. 机器人传感器及配置方案 (13)三、矿山巡检救援机器人关键技术研究 (15)1. 自主导航与定位技术 (16)2. 远程监控与通信技术 (17)3. 灾害识别与评估技术 (19)4. 救援功能实现技术 (20)四、矿山巡检救援机器人性能评价 (22)1. 性能评价指标体系建立 (23)2. 性能测试方法及实验验证 (24)3. 性能优化措施与建议 (25)五、矿山巡检救援机器人实际应用研究 (25)1. 实际应用场景分析 (27)2. 实际应用效果评估 (28)3. 实际应用中存在的问题及解决方案 (30)六、结论与展望 (31)1. 研究成果总结 (32)2. 研究不足与展望 (33)3. 对未来研究的建议 (35)一、内容概述系统概述:介绍矿山巡检救援机器人的功能、结构特点和主要应用场景，阐明其在矿山领域的独特价值。

关键技术分析:为机器人提供高效巡检、准确定位、安全逃生等功能，重点分析了机器人的底盘控制技术、传感器融合导航技术、通信及数据传输技术以及救援工具集成等关键技术。

系统设计与实现:结合实际应用需求，设计了矿山巡检救援机器人的整体架构、硬件平台、软件系统以及部分关键组件，并对主要技术方案进行了详细论述。

仿真测试与实验验证:利用仿真平台对机器人系统进行虚拟测试，评估其在不同环境下的巡检、定位和救援能力，并进行实际环境下的试验验证。

展望与未来发展:分析了矿山巡检救援机器人的未来发展趋势，提出了进一步研究方向和应用领域拓展，旨在推动该领域的技术进步和产业化发展。

1. 研究背景与意义在当前全球工业化和自动化迅猛发展的背景下，矿山领域作为重工业的核心组成部分，其生产效率与安全保障的需求日益迫切。