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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 廢墟洞穴擴(kuò)張裝置
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 通過(guò)觀察和模型搭建設(shè)計(jì)了一套廢墟洞穴擴(kuò)張裝置，該產(chǎn)品主要在地震火災(zāi)等自然災(zāi)害引起建筑物坍塌時(shí)，被埋人員地點(diǎn)確定但由于空間不足無(wú)法進(jìn)行救援時(shí)使用。
- 詳細(xì)介紹：
- 它主要由三部分部分構(gòu)成：一是最前端可由推桿推動(dòng)張開(kāi)的破障爪，是在廢墟中擴(kuò)張狹小空間最主要的裝置；二是擴(kuò)張裝置的連桿機(jī)構(gòu)，它通過(guò)六個(gè)平行四邊形機(jī)構(gòu)將裝置的六根桿件撐開(kāi)，用于打開(kāi)外部的擋圈；三是可壓縮的擋圈，在工作前擋圈壓縮，通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)撐開(kāi)后鎖死，成為一個(gè)可承載一定負(fù)荷的圓環(huán)形擋圈。以上三個(gè)部分經(jīng)過(guò)破障，搭建支持部件，形成救援通道，輔助搜救工作，提高工作效率，節(jié)省救援時(shí)間
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 設(shè)計(jì)目的：該產(chǎn)品主要在地震火災(zāi)等自然災(zāi)害引起建筑物坍塌時(shí)，被埋人員地點(diǎn)確定但由于空間不足無(wú)法進(jìn)行救援時(shí)，打開(kāi)一個(gè)通向被救援者的通道，方便水及生活必需品的傳送及救援人員的進(jìn)入。輔助搜救工作，提高工作效率，節(jié)省救援時(shí)間。 基本思路：破障爪鉆入廢墟中打開(kāi)，撐開(kāi)一個(gè)突破口。驅(qū)動(dòng)支撐架，搭建支撐結(jié)構(gòu)，建立臨時(shí)通道。重復(fù)上述步驟，直到通路完全打開(kāi)。 創(chuàng)新點(diǎn)：能快速在廢墟中打開(kāi)一條通路，僅破障爪在撐開(kāi)過(guò)程中受較大的力，支撐桿打開(kāi)支撐架的過(guò)程中受力很小，在支撐部件組成剛性框架之后，關(guān)閉破障爪，支撐框架受力。且該過(guò)程中裝置對(duì)外界環(huán)境是緩慢的工作，利用桿件的空間運(yùn)動(dòng)，巧妙的利用狹小的空間 技術(shù)關(guān)鍵：本裝置的關(guān)鍵設(shè)計(jì)要求就是破除障礙廢墟中的障礙，支撐部件組裝成剛性結(jié)實(shí)的支撐框架。破障爪和支撐部件的工作時(shí)序，以及支撐部件在搭建過(guò)程中的動(dòng)作。 主要技術(shù)指標(biāo)：破障爪在人工驅(qū)動(dòng)時(shí)，人工動(dòng)力轉(zhuǎn)化為破障爪破障是強(qiáng)大的支撐力，以及在破障后的自鎖。支撐部件如何有小體積組裝成可以支撐洞穴主要框架的動(dòng)作，以及每個(gè)零件的尺寸。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 現(xiàn)如今，大多數(shù)破障裝置為火藥，電動(dòng)等動(dòng)力通過(guò)裝置產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊力和破壞力，清除障礙。但是，在洞穴、廢墟坍塌的現(xiàn)場(chǎng)，所有的坍塌物都是隨機(jī)不穩(wěn)定的堆積在一起，那么如果用強(qiáng)大的沖擊力去破壞障礙，就對(duì)坍塌物下方被埋的人員極有可能造成二次傷害。 本裝置是一個(gè)緩慢的堆積物中間撐開(kāi)一個(gè)通行口，然后加以固定支撐，由此慢慢打開(kāi)一個(gè)通道，以提供給救援人員，盡快救出被困人員。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 試驗(yàn)樣機(jī)
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無(wú)
作品可展示的形式
- 模型
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 創(chuàng)新點(diǎn)：能快速在廢墟中打開(kāi)一條通路，僅破障爪在撐開(kāi)過(guò)程中受力，外擋板組成殼體之后才受力。且該過(guò)程中外擋板從柔性變?yōu)閯傂?，能承受一定的外界壓力? 應(yīng)用：能在廢墟中快速打開(kāi)一條通路，以便快捷高效的實(shí)施搜救。可以配合不同的載體進(jìn)行不同環(huán)境下的救援。 作品的后續(xù)發(fā)展：（1）可以在內(nèi)部裝載紅外線、聲納脈沖等裝置，便于搜救行動(dòng)的展開(kāi)。 （2）作品可以依靠不同的搭載設(shè)備應(yīng)對(duì)不同的工作環(huán)境。搭載設(shè)配可以為爬行機(jī)器人、車底座、充氣橡皮筏等。 （3）作品可以根據(jù)需求生產(chǎn)，產(chǎn)品可以為大型機(jī)械、也可為中小型機(jī)械。
同類課題研究水平概述
- 近階段國(guó)內(nèi)外的搜救裝置發(fā)展方向多為搜救機(jī)器人，下面是一些簡(jiǎn)單的介紹： 近年來(lái)，特別是“9．11”事件以后，世界上許多國(guó)家開(kāi)始從國(guó)家安全戰(zhàn)略的角度研制出各種反恐防爆機(jī)器人、災(zāi)難救援機(jī)器人等危險(xiǎn)作業(yè)機(jī)器人用于災(zāi)難的防護(hù)和救援。同時(shí)，由于救援機(jī)器人有著潛在的應(yīng)用背景和市場(chǎng)，一些公司也介入了救援機(jī)器人的研究與開(kāi)發(fā)。此外，國(guó)際RobCup機(jī)器人競(jìng)賽也增加了救援比賽的專項(xiàng)RobCup Rescue，為救援理論和技術(shù)提供仿真研究的試驗(yàn)平臺(tái)。目前，災(zāi)難救援機(jī)器人技術(shù)正從理論和試驗(yàn)研究向?qū)嶋H應(yīng)用發(fā)展。 在國(guó)內(nèi)，中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所研究的蛇形機(jī)器人樣機(jī)旨在用于非結(jié)構(gòu)環(huán)境中探測(cè)和災(zāi)難救援作業(yè)。該蛇形機(jī)器人可以根據(jù)地面狀況采用蜿蜒、伸縮、側(cè)移和翻滾等多種運(yùn)動(dòng)步態(tài)，在監(jiān)控系統(tǒng)的無(wú)線控制下，具有一定的三維運(yùn)動(dòng)能力，并可通過(guò)安裝在蛇頭上的微型攝像頭將現(xiàn)場(chǎng)圖像傳回監(jiān)控系統(tǒng)。該單位還研制了一種履帶式災(zāi)難救援可變形模塊機(jī)器人樣機(jī)，具有直線、三角和并排等多種形態(tài)，通過(guò)多種形態(tài)和步態(tài)來(lái)適應(yīng)環(huán)境和任務(wù)的需要。上海交通大學(xué)研制了一種仿蛇機(jī)器人樣機(jī)，該機(jī)構(gòu)由一系列剛性連桿連接而成的自由多剛體系統(tǒng)，由步進(jìn)電機(jī)控制兩剛性連桿之間的夾角，使連桿作平面運(yùn)動(dòng)，連桿兩邊裝有滾動(dòng)軸承作車輪，滾動(dòng)軸承只改變縱向和橫向摩擦系數(shù)之比。國(guó)防科技大學(xué)年研制的一種蛇形機(jī)器人能像蛇一樣扭動(dòng)身軀，在地上或草叢中蜿蜒運(yùn)動(dòng)，可前進(jìn)、后退、拐彎和加速。頭部是機(jī)器人的控制中心，安裝有視頻監(jiān)視器。 我國(guó)是世界上災(zāi)難發(fā)生最為嚴(yán)重的少數(shù)國(guó)家之一，具有災(zāi)害種類多、發(fā)生頻率高和分布地域廣等特點(diǎn)。近年來(lái)，地震、礦難災(zāi)難事故在我國(guó)多次發(fā)生，給公眾安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)極大的破壞作用，引起了相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜液蛯W(xué)者們的注意。而國(guó)內(nèi)現(xiàn)在的搜救設(shè)備大致是：生命探測(cè)儀、配備重型搜救裝備的搜救車、熱紅外生命探測(cè)儀等裝置。即使配合了搜救機(jī)器人、救援人員仍舊無(wú)法快速獲得足夠的空間來(lái)實(shí)施營(yíng)救計(jì)劃。這套廢墟救援裝置可以現(xiàn)場(chǎng)組裝，人工手動(dòng)操作，適應(yīng)惡劣的救援環(huán)境，能在一定程度上彌補(bǔ)這方面的不足。此裝置經(jīng)加裝相應(yīng)的輔助設(shè)備亦可用于礦難，雪災(zāi)，火災(zāi)等災(zāi)害的救援工作。
