基本信息
- 項目名稱：
- 綜合型搜救機器人
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本作品為電動履帶式全地形綜合搜救機器人。主要結(jié)構(gòu)為：車體、控制系統(tǒng)、音視頻傳輸系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)機械臂等構(gòu)成。采用第一視角實時無線傳輸控制。所有主要結(jié)構(gòu)均采用模塊化設(shè)計理念組合在一起，形成一個多用途的工作平臺，可根據(jù)不同的理念和需求進行改裝、升級，實現(xiàn)系統(tǒng)化和多功能化。
- 詳細介紹：
- 3.1車體 車體采用類菱形框架結(jié)構(gòu)設(shè)計，在保證強度性能的前提下，相對減輕了整體重量。且在主要承重部位加裝了加強鋼板。 車體的行動機構(gòu)是本作品的一大亮點。整套行動機構(gòu)的設(shè)計充分借鑒了類似坦克、裝甲車等軍用車輛的“懸掛系統(tǒng)”負重機構(gòu)，采用彈簧組作為彈性媒介，在保證可靠運行的前提下，大大增強了車輛的越野性能和穩(wěn)定性，減小了車輛在運行情況下的顫動。更主要的是，這套系統(tǒng)使車輛穿過小于自身高度的縫隙成為可能。配合履帶的使用，使本作品擁有比類似產(chǎn)品更為出色的全地形適應(yīng)能力。這一點在目前來看，在世界上也沒有哪個國家應(yīng)用此項技術(shù)，包括美軍在戰(zhàn)場上使用的作戰(zhàn)機器人！ 3.2控制系統(tǒng) 本作品采用2.4G無線八通道控制器進行實時控制，空曠地帶遙控距離可達1500米，擁有較好的遠程控制能力和抗干擾性能。接收機連接舵機進行二級控制，既可以實現(xiàn)普通繼電器無法實現(xiàn)的雙線雙向控制，又可實現(xiàn)較好的絕緣控制，簡化了控制系統(tǒng)。（注：如果要達到同樣的控制效果，需要數(shù)十個繼電器和二極管，電路復(fù)雜，占用空間較大） 3.3音視頻傳輸系統(tǒng) 本系統(tǒng)采用安防領(lǐng)域中使用的無線監(jiān)控系統(tǒng)作為音視頻實時同步無線傳輸?shù)拿浇椤Ｍㄟ^該系統(tǒng)采用高清的紅外監(jiān)控攝像頭代替一般的小型無線攝像頭，使整個系統(tǒng)的無線視頻傳輸距離從后者的15米增加到1500米，擴大了100倍！紅外夜視距離從5米增加到20米！且無論是視頻質(zhì)量還是抗干擾能力都得到大幅提高。 3.4旋轉(zhuǎn)機械臂 旋轉(zhuǎn)機械臂是本作品的重要機構(gòu)，它可使本作品在相對較小的空間中無需使車體運動，就能觀察周圍的情況，具有更強的適應(yīng)能力。這也是本作品優(yōu)于其他類似產(chǎn)品的重要之處。 旋轉(zhuǎn)機械臂主要由上臂、下臂和旋轉(zhuǎn)架三大部分組成。 上臂和下臂均由裝在旋轉(zhuǎn)架上的兩部減速電機驅(qū)動，且在下臂運動時，無需對上臂進行額外操作，經(jīng)由鏈條聯(lián)動就能始終自動保持水平，簡化了操作。 在上臂頂端裝有一部小型減速電機控制攝像頭進行上下運動，作為主要的視頻采集設(shè)備。 旋轉(zhuǎn)架是整個機械臂系統(tǒng)的支撐部分，在其一側(cè)裝有一臺減速電機用于整套系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)運行。 四、工作原理 本作品操作簡單，操作人員在進行無線遙控的同時，可通過電腦看到機器人拍攝的實時畫面，就向本人坐在其中操作中一樣（由于是無線傳輸，畫面有時會產(chǎn)生1s以內(nèi)的系統(tǒng)延時，屬正常情況）。也可通過話筒進行語音傳輸。 下面通過兩種情況進行舉例說明： 一、 地震后的救援 災(zāi)后，救援人員抵達現(xiàn)場，發(fā)現(xiàn)一名幸存者被掩埋在廢墟深處。 救援人員無法通過縫隙看到被困人員的實際處境，且此時被困者生命體征微弱，話音微小，無法描述自身情況。因此救援人員無法及時制定完善的救援方案。 此時派出本機器人，救援人員通過顯示器和控制器操縱它輕松 地穿過縫隙進入廢墟內(nèi)部，經(jīng)過崎嶇的“道路”來到被困人員的身旁。因為采用無線控制，沒有累贅的電纜，使本機器人的行動非常靈活。而1500米的大功率發(fā)射器保證了信號在短距離廢墟中的傳遞強度。救援人員通過機械臂和紅外夜視攝像頭在黑暗的廢墟中觀察被困者的情況，通過語音系統(tǒng)詢問被困者的狀態(tài)并給予其鼓勵。因為采用純電動控制，不會在廢墟這一狹小空間產(chǎn)生內(nèi)燃機的巨大噪聲和有害的尾氣；紅外夜視也減少了普通白光照明對被困者眼睛的刺激。 通過以上的實際觀察，救援人員可迅速制定詳細準確的救援方案，為挽救生命贏得寶貴的時間。 二、 有毒物質(zhì)泄露 事故發(fā)生后，為了了解事故地點的準確實時信息，一般會排出專業(yè)人員進入現(xiàn)場勘察。雖有一定的防護措施，但仍然存在很大的危險性。 此時派出本機器人，快速穿梭于事故現(xiàn)場，不用冒任何的生命危險就可掌握現(xiàn)場的第一手資料。高效而安全。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 1、越狹小的縫隙去近距離觀察被困者的實際情況，方便救援人員制定最佳的救援計劃： 2、通過雙向語音系統(tǒng)和被困人員進行交流，給予其鼓勵； 3、用無線控制技術(shù)和無線音視頻傳輸技術(shù)擴大機器人的工作半徑，增加使用效率。
科學(xué)性、先進性
- 本作品為電動履帶式全地形綜合搜救機器人。主要結(jié)構(gòu)為：車體、控制系統(tǒng)、音視頻傳輸系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)機械臂等構(gòu)成。所有主要結(jié)構(gòu)均采用模塊化設(shè)計理念組合在一起，形成一個多用途的工作平臺，可根據(jù)不同的理念和需求進行改裝、升級，實現(xiàn)系統(tǒng)化和多功能化。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 實物制作完成
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無償轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實物展示
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 本作品整體采用了模塊化的設(shè)計理念，是制作出來的不是單一的一個產(chǎn)品，而是一個平臺，因而具有更為廣闊的應(yīng)用前景。 車體采用彈簧懸掛系統(tǒng)使機器人的行進能力和地形適應(yīng)能力顯著增強。也是其具有了超縫隙通過能力。 機械臂的使用使機器人有更為靈活的運動空間和視野，增加了工作效率。 1500米的遠距離音視頻傳輸和控制使操作人員可在安全距離上進行操作，防止二次傷害的發(fā)生。
同類課題研究水平概述
- 目前國際上真正投入實際使用的類似產(chǎn)品只有美軍的戰(zhàn)場火力支援機器人和偵察機器人，在人道主義救援方面屬于一片空白。在國內(nèi)，只有極少量的簡易昂貴的機器人在售。中科院沈陽自動化研究所已經(jīng)制作出一小批中型的排爆機器人進入武警部隊進行驗證試用，但仍沒有大批生產(chǎn)裝備。在民用公司方面，有一家國內(nèi)公司正在研制類似的排爆機器人，但也仍處于試驗階段。 相對于目前國內(nèi)外的同類產(chǎn)品，本作品在高新技術(shù)應(yīng)用上雖然存在明顯差距，但應(yīng)用的都是非常成熟的民用通信控制技術(shù)，顯然研制和使用風險都大大降低。此外，在其他產(chǎn)品中，除了美軍的戰(zhàn)場機器人以外，都有功能單一，互換性能差，通用性低的弊端。而本作品雖為民用救援裝備，卻采用軍用產(chǎn)品的模塊化設(shè)計理念，大大增加了產(chǎn)品的使用效率和通用性，達到了一機多用的目的。獨立的懸掛式行進機構(gòu)大大增加了車體再約也是的行進能力，而且使其具有了超縫隙通過能力。
