題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 全地形救援車
- 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)理論研究及實(shí)驗(yàn)我們?cè)O(shè)計(jì)并制作了一臺(tái)帶有全地形救援車，應(yīng)用于礦難，地震、隧道塌方等事故災(zāi)害的搜索救援工作當(dāng)中。機(jī)器人主要由以下幾個(gè)模塊構(gòu)成：被動(dòng)式越障模塊，導(dǎo)航模塊，機(jī)械手模塊。通過(guò)以上三個(gè)模塊的組合，機(jī)器人可自主在礦難，地震之后的復(fù)雜地形中進(jìn)行搜索并救援。
- 詳細(xì)介紹：
- 1）以六組行星輪為基本行進(jìn)方式，采用前后鉸接復(fù)合式底盤(pán)，底盤(pán)和行星輪之間通過(guò)被動(dòng)式垂直懸掛系統(tǒng)連接。較小障礙物通過(guò)行星輪三角機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)而輕松翻越；遇到較大障礙時(shí)，行星輪配合鉸接部分，自動(dòng)調(diào)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(pán)獨(dú)創(chuàng)設(shè)計(jì)了垂直懸掛系統(tǒng)，能自動(dòng)調(diào)節(jié)車輪高度，使6組行星輪全部緊貼路面，不會(huì)造成在崎嶇路面行駛時(shí)車輪出現(xiàn)懸空現(xiàn)象，保證了行駛時(shí)的動(dòng)力。具有全地形搜救能力。 3）具有自主導(dǎo)航功能，能自主選擇道路，規(guī)避越不過(guò)的障礙物，在惡劣或危險(xiǎn)救援情況下，救援車可結(jié)合本身攜帶的紅外傳感器，攝像頭等生命探測(cè)裝置，自主搜尋幸存者；該救援車同時(shí)支持遠(yuǎn)程遙控操作，可以配合搜救人員搜尋幸存者使用。 4）機(jī)器人救災(zāi)平臺(tái)可附加多種模塊以適應(yīng)不同救災(zāi)需求，如現(xiàn)在開(kāi)發(fā)的這一代中，就具有紅外生命探測(cè)傳感器，可以探測(cè)幸存者，并進(jìn)行定位，機(jī)械手可以遇險(xiǎn)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(jī)器人搜救平臺(tái)上加裝視頻探測(cè)器(CCD攝像頭)，將現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的圖像返回到救災(zāi)中心，為進(jìn)一步控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)方向，制定下一步救災(zāi)的方案提供決策依據(jù)。加裝相應(yīng)探測(cè)傳感器，機(jī)器人還能進(jìn)入井下區(qū)域，監(jiān)測(cè)事故現(xiàn)場(chǎng)(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(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)
- 在災(zāi)難救援中，救援人員只有非常短的時(shí)間(約72小時(shí))用于在倒塌的廢墟中尋找幸存者，否則發(fā)現(xiàn)幸存者的幾率幾乎為零。救災(zāi)機(jī)器人利用自身的優(yōu)點(diǎn)，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(duì)提高救災(zāi)效率具有重大意義。針對(duì)救援現(xiàn)場(chǎng)對(duì)機(jī)器人的實(shí)際要求。我們?cè)O(shè)計(jì)了一款全地形救援車?？紤]到礦難或地震之后地形的復(fù)雜性，救援車首先應(yīng)具備全地形通過(guò)能力。我們以六組行星輪為基本行進(jìn)方式，采用了前后鉸接復(fù)合式底盤(pán)，底盤(pán)和行星輪之間通過(guò)被動(dòng)式垂直懸掛系統(tǒng)連接。較小障礙物通過(guò)行星輪三角機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)而輕松翻越；遇到較大障礙時(shí)，行星輪配合鉸接部分，自動(dòng)調(diào)節(jié)車體姿態(tài)，柔性攀爬上障礙。垂直懸掛系統(tǒng)能自動(dòng)調(diào)節(jié)車輪高度，使六組行星輪全部緊貼路面，保證了行駛時(shí)的動(dòng)力。由于越障方式全部為被動(dòng)式，即通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，所以可靠性高，適應(yīng)能力強(qiáng)。在控制方面，救援車具備自動(dòng)導(dǎo)航和遙控導(dǎo)航雙模式，可自由切換。救援車還具備人體紅外識(shí)別和機(jī)械手功能，可對(duì)傷員進(jìn)行定位和投送救援物資。除此之外救援車還具備了無(wú)線視頻傳輸功能，可以實(shí)時(shí)傳輸視頻信息。 4.1作品總體技術(shù)指標(biāo)如下： 尺寸：625mm x 370mm x 30mm(機(jī)械手未展開(kāi)) 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(cè)傾角：30度 最大正面爬坡角度： 45度 最小轉(zhuǎn)彎半徑: 0 續(xù)航力: 4小時(shí)
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 獨(dú)特的三角行星輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，在路況良好的情況下，運(yùn)動(dòng)子輪平穩(wěn)行駛，遇到小型障礙三角機(jī)構(gòu)自動(dòng)翻轉(zhuǎn)輕松翻越障礙；鉸接式車體，當(dāng)遇到大型障礙時(shí)自動(dòng)及時(shí)地調(diào)整整車重心，有效防止了車體的傾覆。三角輪鏈接式地盤(pán)能夠快速適應(yīng)不斷變化的地面特性，攀越樓梯等復(fù)雜障礙，具有極強(qiáng)的機(jī)動(dòng)性、靈活性和地面適應(yīng)性。 惡劣條件或危險(xiǎn)環(huán)境下，該救援車具有自主導(dǎo)航功能，能自主選擇道路，規(guī)避越不過(guò)的障礙物，可結(jié)合本身攜帶的紅外傳感器，攝像頭等生命探測(cè)裝置，自主搜尋幸存者；該救援車同時(shí)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(tái)支持多種擴(kuò)展，可通過(guò)加裝不同搜救儀器，配合相應(yīng)傳感器，實(shí)現(xiàn)更多救援功能，如，排雷、排爆、危險(xiǎn)化學(xué)物品監(jiān)測(cè)、有毒藥劑噴灑等，并可針對(duì)不同災(zāi)難事故情況，進(jìn)行靈活改裝。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2010年10月 在南京 由教育部機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委會(huì)、全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽組委會(huì)舉辦的 第四屆全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽中獲得二等獎(jiǎng)。
作品所處階段
- 正在制作實(shí)物，設(shè)計(jì)基本完成
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 暫無(wú)
作品可展示的形式
- 實(shí)物模型、三維動(dòng)畫(huà)、實(shí)物功能展示錄像
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)
- 相比已有產(chǎn)品，該機(jī)器人具備更強(qiáng)的越障能力和復(fù)雜地形適應(yīng)能力，可在礦難，地震等事故災(zāi)害救援工作中獨(dú)立或配合搜救人員展開(kāi)搜尋、救援工作，為營(yíng)救贏得寶貴的時(shí)間，具有很高的社會(huì)價(jià)值。
同類課題研究水平概述
- 查閱相關(guān)搜救機(jī)器人的資料，我們發(fā)現(xiàn)：現(xiàn)有的救災(zāi)機(jī)器人，主要有輪式、履帶式、無(wú)肢運(yùn)動(dòng)(以蛇形機(jī)器人為主)、腿式、輪腿式等。蛇形機(jī)器人具有運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性好、適應(yīng)地形能力強(qiáng)和高的牽引力等特點(diǎn)，但多自由度的控制困難，運(yùn)動(dòng)速度低;輪式機(jī)器人具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、輪式滾動(dòng)摩擦阻力小和機(jī)械效率高等特點(diǎn)，但越過(guò)壕溝、臺(tái)階的能力差;腿式機(jī)器人具有適應(yīng)地形能力強(qiáng)的特點(diǎn)，能越過(guò)大的壕溝和臺(tái)階，其缺點(diǎn)是速度慢;輪腿式機(jī)器人融合腿式機(jī)構(gòu)的地形適應(yīng)能力和輪式機(jī)構(gòu)的高速高效性能，其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜;履帶式機(jī)器人地形適應(yīng)能力強(qiáng)，動(dòng)載荷小，設(shè)計(jì)緊湊，其缺點(diǎn)是重量大，能耗大。 針對(duì)現(xiàn)有搜救機(jī)器人的短板。我們?cè)O(shè)計(jì)了一款全地形自主救援車，可自主搜救被困人員，進(jìn)行物資補(bǔ)給及時(shí)向外反饋信息，幫助搜救人員給好更快的進(jìn)行救援。
