井下探測救援機器人平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計開題報告.doc

本科畢業(yè)設(shè)計開題報告題目：井下探測救援機器人平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計院（系）：機械工程學(xué)院班級：姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師：教師職稱：講師題目井下探測救援機器人平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計來源生產(chǎn)實際1、研究目的和意義我國是世界上災(zāi)害、事故發(fā)生次數(shù)最多的國家之一，地震、火災(zāi)、塌方、以及各類人為事故，給人民生命財產(chǎn)安全造成極大的危害。災(zāi)害發(fā)生后，如何及時有效的發(fā)現(xiàn)被困幸存者并實施快速的救援是災(zāi)后應(yīng)急救援的頭等大事。然而復(fù)雜危險的災(zāi)后環(huán)境常常會給救援工作帶來困難。危險物質(zhì)、大火、易燃易爆氣體、不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)等等危險因素的存在，時常威脅到救援隊員的生命安全，阻礙救援工作的快速展開。如何能夠在最少人員傷亡前提下快速高效地開展搜索救援工作一直是我們重點研究的問題。煤礦也是最復(fù)雜、最危險的工作環(huán)境之一，在發(fā)生安全事故之后，常常會因為井下復(fù)雜危險的環(huán)境而阻礙救援人員深入井下開展工作。血的事實告訴我們，沒有高效的災(zāi)害生命搜索定位裝備，沒有實用的應(yīng)急救助設(shè)備，在災(zāi)害發(fā)生之后，我們就無力營救我們被困的礦工，無法為我們的同胞提供應(yīng)有的幫助。開展應(yīng)急救災(zāi)搜索定位裝備是當(dāng)前函待解決的重大課題，它關(guān)系到我們的建設(shè)和諧社會主義的理念能否體現(xiàn)，它關(guān)系到我們的人權(quán)和我們的國際聲譽。搜救機器人作為一種高效的搜索定位工具已經(jīng)開始在災(zāi)害救助工作中嶄露頭角。像煤礦井下這類環(huán)境惡劣的情況下，正是搜救機器人的理想工作場合。2、國內(nèi)外發(fā)展情況(1)我國搜救機器人的現(xiàn)狀我國的搜救機器人技術(shù)起步較晚，但是近年來引起了越來越多的關(guān)注并取得了一定的成果，沈陽自動化研究所、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、國防科技大學(xué)、上海交通大學(xué)、廣東富衛(wèi)公司等機構(gòu)都設(shè)計了自己的搜救機器人系統(tǒng)。2005年中科院沈陽自動化研究所與日本國際救援系統(tǒng)研究院聯(lián)合成立的“中日救援與安全機器人技術(shù)研究中心“在沈陽揭牌成立，這標志著我國的搜救機器人研究進入了一個更加快速發(fā)展的時期。2006年6月22日，由中國礦業(yè)大學(xué)可靠性與救災(zāi)機器人研究所研制的國內(nèi)首臺煤礦搜救機器人(樣機)在徐州誕生。這臺煤礦搜救機器人采用自主避障和遙控引導(dǎo)相結(jié)合的行走控制方式，能在煤礦災(zāi)害發(fā)生后深入事故現(xiàn)場，探測火災(zāi)溫度、瓦斯?jié)舛?、?zāi)害場景、呼救聲訊等信息，并實時回傳采集到的信息和圖像，為救災(zāi)指揮人員提供重要的災(zāi)害信息。同時，機器人還能攜帶急救藥品、生命維持液、食品和千斤頂、撬棍等自救工具以協(xié)助被困人員實施自救和逃生。2006年11月8日，山東省科學(xué)院自動化研究所聯(lián)合沈陽新松機器人有限公司申報的山東省2006年自主創(chuàng)新重大科技專項井下探險搜救機器人的研究正式通過審批。該項目將開展適合井下復(fù)雜路況和環(huán)境的探險搜救機器人的研究，攻克探險搜救機器人瓦斯等氣體、環(huán)境參數(shù)、生命探測等以及防水、防爆和無線通訊等關(guān)鍵技術(shù)，建立完善的探險搜救機器人開發(fā)和試驗環(huán)境，完成井下探險機器人和搜救機器人的研制和示范應(yīng)用。(2)國外搜救機器人的發(fā)展過程及現(xiàn)狀目前美國及日本的災(zāi)害機器人研究機構(gòu)已經(jīng)開始大量參加實際災(zāi)害救援行動，通過與消防部門、災(zāi)害應(yīng)急機構(gòu)等部門的合作，不斷積累實際救災(zāi)經(jīng)驗。從這些實際需要出發(fā)來修改和完善搜救機器人的設(shè)計，以提高機器人對實際災(zāi)害行動的適應(yīng)能力。另外，為了促進國際間的災(zāi)害搜救機器人相互交流，國際機器人聯(lián)合會每年舉辦一次搜救機器人大賽。RoboCupResuce作為RoboCup中的一個下屬賽事，在2000年成為RoboCup的正式比賽項目，當(dāng)前包括仿真組和實物機器人兩種類型的比賽。這兩種研究成果的集成將創(chuàng)造未來數(shù)字化的國際救援隊。2003年澳大利亞SIMTARS煤礦研究人員與美國機器人輔助救援中心(CRASAR)合作，開發(fā)了一個煤礦災(zāi)害搜救機器人，并在澳大利亞昆士蘭州的15米地下訓(xùn)練場進行了試驗。這個機器人專門是為礦山災(zāi)害而研制。它的尺寸大小像一個蜂蜜罐子，它可以通過地面的鉆孔進入煤礦井下然后爬過障礙物和泥漿，利用傳感器搜尋被困礦工，探測有毒或者可燃性氣體，還可以將地面供氣供水軟管拖到被困礦工身邊，給他們新鮮的空氣和水。種機器人在通過鉆孔時像一條蛇一樣將自己擠過巖石，一旦到達井下地面，它就會像一個小型坦克一樣行動，搜尋被困礦工。CRASAR希望能夠進一步為該機器人添加新型的醫(yī)學(xué)傳感器讓救援義務(wù)人員能夠通過觀看、交談、診斷