基本信息
- 項目名稱：
- 全地形救援車
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 通過理論研究及實驗我們設計并制作了一臺帶有全地形救援車，應用于礦難，地震、隧道塌方等事故災害的搜索救援工作當中。機器人主要由以下幾個模塊構成：被動式越障模塊，導航模塊，機械手模塊。通過以上三個模塊的組合，機器人可自主在礦難，地震之后的復雜地形中進行搜索并救援。
- 詳細介紹：
- 1）以六組行星輪為基本行進方式，采用前后鉸接復合式底盤，底盤和行星輪之間通過被動式垂直懸掛系統(tǒng)連接。較小障礙物通過行星輪三角機構翻轉而輕松翻越；遇到較大障礙時，行星輪配合鉸接部分，自動調節(jié)車體姿態(tài)，柔性攀爬上障礙。使之具有良好的越障能力。 2）底盤獨創(chuàng)設計了垂直懸掛系統(tǒng)，能自動調節(jié)車輪高度，使6組行星輪全部緊貼路面，不會造成在崎嶇路面行駛時車輪出現懸空現象，保證了行駛時的動力。具有全地形搜救能力。 3）具有自主導航功能，能自主選擇道路，規(guī)避越不過的障礙物，在惡劣或危險救援情況下，救援車可結合本身攜帶的紅外傳感器，攝像頭等生命探測裝置，自主搜尋幸存者；該救援車同時支持遠程遙控操作，可以配合搜救人員搜尋幸存者使用。 4）機器人救災平臺可附加多種模塊以適應不同救災需求，如現在開發(fā)的這一代中，就具有紅外生命探測傳感器，可以探測幸存者，并進行定位，機械手可以遇險人員投放小包食品、藥物和通訊裝置等輔助功能，能有效地減少傷亡。 5）機器人搜救平臺上加裝視頻探測器(CCD攝像頭)，將現場環(huán)境的圖像返回到救災中心，為進一步控制機器人的運動方向，制定下一步救災的方案提供決策依據。加裝相應探測傳感器，機器人還能進入井下區(qū)域，監(jiān)測事故現場(如溫度、瓦斯以及有害氣體的濃度)的變化，防止事故的二次發(fā)生。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 在災難救援中，救援人員只有非常短的時間(約72小時)用于在倒塌的廢墟中尋找幸存者，否則發(fā)現幸存者的幾率幾乎為零。救災機器人利用自身的優(yōu)點，能迅速找到地震、塌方、和礦井下幸存者的位置，降低事故危害性，對提高救災效率具有重大意義。針對救援現場對機器人的實際要求。我們設計了一款全地形救援車?？紤]到礦難或地震之后地形的復雜性，救援車首先應具備全地形通過能力。我們以六組行星輪為基本行進方式，采用了前后鉸接復合式底盤，底盤和行星輪之間通過被動式垂直懸掛系統(tǒng)連接。較小障礙物通過行星輪三角機構翻轉而輕松翻越；遇到較大障礙時，行星輪配合鉸接部分，自動調節(jié)車體姿態(tài)，柔性攀爬上障礙。垂直懸掛系統(tǒng)能自動調節(jié)車輪高度，使六組行星輪全部緊貼路面，保證了行駛時的動力。由于越障方式全部為被動式，即通過機械結構來實現，所以可靠性高，適應能力強。在控制方面，救援車具備自動導航和遙控導航雙模式，可自由切換。救援車還具備人體紅外識別和機械手功能，可對傷員進行定位和投送救援物資。除此之外救援車還具備了無線視頻傳輸功能，可以實時傳輸視頻信息。 4.1作品總體技術指標如下： 尺寸：625mm x 370mm x 30mm(機械手未展開) 重量: 15KG 工作電壓： 12V 總功率： 200W 最大速度： 8km/h 最大垂直越障高度：345mm 最大側傾角：30度 最大正面爬坡角度： 45度 最小轉彎半徑: 0 續(xù)航力: 4小時
科學性、先進性
- 獨特的三角行星輪驅動系統(tǒng)，在路況良好的情況下，運動子輪平穩(wěn)行駛，遇到小型障礙三角機構自動翻轉輕松翻越障礙；鉸接式車體，當遇到大型障礙時自動及時地調整整車重心，有效防止了車體的傾覆。三角輪鏈接式地盤能夠快速適應不斷變化的地面特性，攀越樓梯等復雜障礙，具有極強的機動性、靈活性和地面適應性。 惡劣條件或危險環(huán)境下，該救援車具有自主導航功能，能自主選擇道路，規(guī)避越不過的障礙物，可結合本身攜帶的紅外傳感器，攝像頭等生命探測裝置，自主搜尋幸存者；該救援車同時支持遙控操作，可以配合搜救人員搜尋幸存者使用。 救援車平臺支持多種擴展，可通過加裝不同搜救儀器，配合相應傳感器，實現更多救援功能，如，排雷、排爆、危險化學物品監(jiān)測、有毒藥劑噴灑等，并可針對不同災難事故情況，進行靈活改裝。
獲獎情況及鑒定結果
- 2010年10月 在南京 由教育部機械基礎課程教學指導分委會、全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽組委會舉辦的 第四屆全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽中獲得二等獎。
作品所處階段
- 正在制作實物，設計基本完成
技術轉讓方式
- 暫無
作品可展示的形式
- 實物模型、三維動畫、實物功能展示錄像
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測
- 相比已有產品，該機器人具備更強的越障能力和復雜地形適應能力，可在礦難，地震等事故災害救援工作中獨立或配合搜救人員展開搜尋、救援工作，為營救贏得寶貴的時間，具有很高的社會價值。
同類課題研究水平概述
- 查閱相關搜救機器人的資料，我們發(fā)現：現有的救災機器人，主要有輪式、履帶式、無肢運動(以蛇形機器人為主)、腿式、輪腿式等。蛇形機器人具有運動穩(wěn)定性好、適應地形能力強和高的牽引力等特點，但多自由度的控制困難，運動速度低;輪式機器人具有結構簡單、重量輕、輪式滾動摩擦阻力小和機械效率高等特點，但越過壕溝、臺階的能力差;腿式機器人具有適應地形能力強的特點，能越過大的壕溝和臺階，其缺點是速度慢;輪腿式機器人融合腿式機構的地形適應能力和輪式機構的高速高效性能，其缺點是結構相對復雜;履帶式機器人地形適應能力強，動載荷小，設計緊湊，其缺點是重量大，能耗大。 針對現有搜救機器人的短板。我們設計了一款全地形自主救援車，可自主搜救被困人員，進行物資補給及時向外反饋信息，幫助搜救人員給好更快的進行救援。
