機(jī)器人創(chuàng)意設(shè)計(jì)大賽

1、機(jī)器人創(chuàng)意設(shè)計(jì)大賽論文（災(zāi)難搜救機(jī)器人暢想）指導(dǎo)教師：白雪峰班級(jí)：電氣 0902 成員：周帥災(zāi)難搜救機(jī)器人暢想引言事例 1：5.12汶川大地震512，對(duì)于中國(guó)人來(lái)說(shuō)是多么敏感的一個(gè)數(shù)字。我們傷感，那是因?yàn)槲铱匆娏诉@場(chǎng)史無(wú)前例的特大自然災(zāi)害給我們帶來(lái)了無(wú)法估量的損失，我們的朋友，我們的兄弟姐妹，我們的骨肉同胞，都飽受和經(jīng)歷了難以言狀的痛苦的折磨，盡管我們傾盡了全力，然而， 在強(qiáng)大的自然災(zāi)害面前， 我們依然無(wú)可奈何，還是有近 90000中國(guó)同胞在那一瞬，永遠(yuǎn)地離開了我們。這里我不愿放上災(zāi)難時(shí)的照片，以免引起我們的傷感。放上現(xiàn)在的汶川照片我們或許會(huì)欣慰一些。事例 2：日本大地震及核泄漏2011 年

2、3 月 11 日，日本東北部海域發(fā)生里氏 9.0 級(jí)地震并引發(fā)海嘯，造成重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。地震造成日本福島第一核電站 14 號(hào)機(jī)組發(fā)生核泄漏事故。此次地震及其引發(fā)的海嘯已確認(rèn)造成14063人死亡、 13691 人失蹤。提出搜救機(jī)器人想法看完前兩個(gè)事例我們不難發(fā)現(xiàn)，近10 年來(lái)，災(zāi)難頻發(fā)，造成重大人員傷亡和巨額財(cái)產(chǎn)損失。因此我們就需要想辦法去預(yù)防與彌補(bǔ)。但預(yù)測(cè)災(zāi)難方面的研究并不是很成熟，因此我們可將視線放在后期的搜救過(guò)程中， 為寶貴的生命多爭(zhēng)取一些時(shí)間去搶救，以減少大量的人員傷亡。但由于災(zāi)難發(fā)生后境況的不確定性給救援工作帶來(lái)了不便，耽誤了救助時(shí)間。 于是我們便提出機(jī)器人搜救法。我們暢想的災(zāi)

3、難搜救機(jī)器人可以很好地解決搜尋生還者時(shí)間長(zhǎng)，救援人員面臨二次崩塌造成的危險(xiǎn)等諸多問(wèn)題。 機(jī)器人應(yīng)該在災(zāi)難發(fā)生后第一時(shí)間進(jìn)入災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)尋找幸存者， 并可以對(duì)被困人員提供基本的醫(yī)療救助服務(wù)，以及進(jìn)入救援人員無(wú)法進(jìn)入的現(xiàn)場(chǎng)搜集有關(guān)信息并反饋給救援指揮中心等功能。于是我們提出新一代機(jī)器人暢想。新一代搜救機(jī)器人研究現(xiàn)狀近十年來(lái)，尤其是“ 911”事件之后，美國(guó)、日本等西方發(fā)達(dá)國(guó)家在地震、火災(zāi)等救援機(jī)器人的研究方面做了大量的工作，研究出了各種可用于災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)救援的機(jī)器人：履帶式搜救機(jī)器人、可變形(多態(tài))搜救機(jī)器人、蛇形機(jī)器人等。但我們看好： 履帶式搜救機(jī)器人履帶式機(jī)器人原是為了滿足軍事偵察、拆除危險(xiǎn)物等作業(yè)的

4、需要，在傳統(tǒng)的輪式移動(dòng)機(jī)器人的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。它具有的優(yōu)點(diǎn)：1.它具有強(qiáng)抓地力（這一點(diǎn)有助于搜救機(jī)器人可以更好的行駛在災(zāi)難發(fā)生后的各種廢墟中行動(dòng)），2.行動(dòng)穩(wěn)定（有助于平穩(wěn)的運(yùn)送傷員避免二次受傷） 。但萬(wàn)事都有不足之處，履帶式缺點(diǎn)是行動(dòng)緩慢。綜合所有因素我們一致決定履帶式是更好選擇。搜救機(jī)器人所需功能? 1.能夠 自 主 并精確 尋找 幸存 者 位置 ，提 供 所需救助? 2.能夠自主轉(zhuǎn)彎避開阻礙物并保持正?；顒?dòng)? 3.能夠在昏暗的環(huán)境下找出并記錄搜救施救路線? 4.裝備影像傳送與通信設(shè)備裝置，以便及時(shí)獲得幸存者各項(xiàng)身體資料搜救機(jī)器人功能1 實(shí)現(xiàn)方法能夠自主并精確尋找幸存者位置，提供所需救助

5、1.紅外傳感器紅外傳感器具有兩個(gè)器件： 紅外發(fā)射管和紅外接收管， 紅外接收管位于機(jī)器人的正前方， 兩只紅外發(fā)射管位于紅外接收管的兩側(cè)。因?yàn)榧t外傳感器能夠穿透一般遮擋物看到50cm 150cm 內(nèi)的情況。為了快速找出幸存者位置，此元件是我們首選。2.攜帶基本救援裝備機(jī)器人需要攜帶： 繃帶，引用水，食物，以及抗生素等基本藥物。及時(shí)為幸存者救助。搜救機(jī)器人功能2 實(shí)現(xiàn)方法能夠自主轉(zhuǎn)彎避開阻礙物并保持正?；顒?dòng)1.碰撞傳感器機(jī)器人的下部放置一個(gè)碰撞系統(tǒng)，保證機(jī)器人的正?；顒?dòng)。 機(jī)器人的碰撞機(jī)構(gòu)能夠檢測(cè)到來(lái)自360范圍內(nèi)物體的碰撞，使機(jī)器人遭遇到來(lái)自不同方向的碰撞后，能夠轉(zhuǎn)彎避開并保持正常活動(dòng)。搜救機(jī)器人

6、功能3 實(shí)現(xiàn)方法能夠在昏暗的環(huán)境下找出并記錄搜救施救路線光電編碼器（記錄路線）在機(jī)器人里有碼盤和光耦（光電編碼器）。光電編碼器主要作為控制的反饋信號(hào)。光耦通過(guò)測(cè)定隨輪軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)的碼盤的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，得到輪子所轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)，從而判定距離并記錄路線。搜救機(jī)器人功能4 實(shí)現(xiàn)方法裝備影像傳送與通信設(shè)備裝置，以便及時(shí)獲得幸存者各項(xiàng)身體資料攝像頭與通信技術(shù)如今攝像頭與通信技術(shù)已經(jīng)十分成熟并得到了大范圍使用，價(jià)錢也是十分合理，因此我們可以借鑒成熟的技術(shù)直接裝入搜救機(jī)器人。這樣減少了大量的設(shè)計(jì)與研究時(shí)間。使其它功能及機(jī)器調(diào)試時(shí)間得到更合理分配。搜救機(jī)器人總結(jié)更自主有效的救援是機(jī)器人開展接救工作的基礎(chǔ)和前提，但災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)的復(fù)雜性對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)能力提出了很高的要求，雖我們的機(jī)器人只是在設(shè)