題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項目名稱：
- 自適應(yīng)地面應(yīng)急救援輔助機器人
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 該作品以災(zāi)后救援為主題，設(shè)計了一款自適應(yīng)路面應(yīng)急救援輔助機器人，可在災(zāi)后第一時間輔助救援人員快速準(zhǔn)確的完成救援工作。該機器人采用模塊化設(shè)計理念，具有結(jié)構(gòu)新穎、越障避障能力強、可適應(yīng)各種復(fù)雜路面的特點；雷達(dá)及全球定位系統(tǒng)（GPS）的應(yīng)用確保了信號檢測和定位的準(zhǔn)確性。該機器人實用性強，具有較高的推廣價值，可向軍事等領(lǐng)域推廣應(yīng)用。
- 詳細(xì)介紹：
- 本項目設(shè)計的自適應(yīng)地面應(yīng)急救援輔助機器人采用模塊化兩廂式結(jié)構(gòu)，履帶傳動的行進方式，越障能力強，能夠適應(yīng)復(fù)雜地形。該救援輔助機器人采用雷達(dá)掃描生命信號，并配有全球定位系統(tǒng)（GPS）與攝像系統(tǒng)，可在災(zāi)害發(fā)生后的第一時間將探測到的生命信號以及周邊環(huán)境實時圖片發(fā)送給救援人員，提高救援的速度與準(zhǔn)確性。同時該車后廂可以裝載藥品、水等災(zāi)后急需物資，可利用機械手臂送到受困人員面前。同時避免了二次災(zāi)害，保護救援人員的人身安全。本項目設(shè)計的機器人具有結(jié)構(gòu)新穎獨特、越障能力強、信號檢測穩(wěn)定、體積小、經(jīng)濟實用等特點，非常適于推廣應(yīng)用。
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(biāo)
- 新型的自適應(yīng)地面應(yīng)急救援輔助機器人能夠在災(zāi)難發(fā)生后輔助救援人員在第一時間準(zhǔn)確的救助受困人員，在快速準(zhǔn)確救援的同時也可確保救援人員的人身安全。 1、通過利用前車廂三角履帶模塊與模塊化兩廂式結(jié)構(gòu)，使其越障能力由同體積車體的8公分提升到18公分。 2、利用自適應(yīng)雷達(dá)紅外探測傳感器探測生命跡象，利用受控雷達(dá)微波以及主動紅外探測相結(jié)合的模式，使得探測距離具有可控性，能夠快速的探測到生命跡象，輔助救援人員在第一時間快速的救助受災(zāi)人員。 3、利用SIRF Star III全球定位系統(tǒng)實現(xiàn)自適應(yīng)地面應(yīng)急救援輔助機器人準(zhǔn)確定位，能夠探測到生命跡象的第一時間將具體坐標(biāo)發(fā)送給救援人員，實現(xiàn)救援過程的準(zhǔn)確性。 創(chuàng)新點： 1、在自動控制模塊的基礎(chǔ)上自主創(chuàng)新研發(fā)，增加半自動控制模塊，更好的實現(xiàn)人機交互。便于輔助救援人員對受災(zāi)人員的救助。 2、采用自主研究設(shè)計的三角履帶模塊與兩廂式結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方法。既提高了越障高度，又保證了行進速度，同時彌補了三角履帶行進的穩(wěn)定性，使機器人具有極強的自適應(yīng)地面能力。 3、利用受控主動雷達(dá)微波來控制被動紅外傳感器，從而實現(xiàn)了紅外探測距離的可控性，快速準(zhǔn)確地進行生命探測。 主要技術(shù)指標(biāo)： 1、自適應(yīng)地面應(yīng)急救援輔助機器人幾何尺寸為長76cm，寬22cm，高15cm。 2、自適應(yīng)地面應(yīng)急救援輔助機器人行駛速度為0.58m/s。 3、自適應(yīng)地面應(yīng)急救援輔助機器人充電一次工作時長3h。 4、自適應(yīng)地面應(yīng)急救援輔助機器人跨越高度為18cm。
科學(xué)性、先進性
- 1、先進的路面自適應(yīng)能力。 采用單節(jié)雙履帶設(shè)計以及附有支撐輪的三角履帶設(shè)計?？煽缭阶罡哒系K物達(dá)18cm；轉(zhuǎn)彎角度9度；行駛速度達(dá)0.58m/s。同時可在石渣路、濕滑路面等各種惡劣路面良好穩(wěn)定工作。 2、準(zhǔn)確快速的生命探測能力。 采用自適應(yīng)雷達(dá)紅外探測器，結(jié)合雷達(dá)探測與人體生物電場感應(yīng)法的方式，避免惡劣條件而產(chǎn)生的影響。并且較光學(xué)探測與聲學(xué)探測探頭可視區(qū)域得到進一步的提升，同時具有較強的穿透性。 3、穩(wěn)定快速的信號定位能力。 采用全球定位系統(tǒng)與實時攝相結(jié)合的方式，GPS采用SIRF Star III，追蹤靈敏度為-159dbm、精確度位置為10m，2D RMS、判斷速度最快可達(dá)515m/s。在確保工作及環(huán)境中的定位的同時，傳送現(xiàn)場的第一視角錄像，為救援人員提供更好的救援保障。 4、獨特的車體模塊化設(shè)計。 采用模塊化分體式結(jié)構(gòu)，兩車廂通過中間鉸鏈相連接，實現(xiàn)相對運動，大大提升了越障能力。實驗得單廂式車體與模塊化兩廂式車體在行進時的性能參數(shù)得，兩廂式車體可爬越高度遠(yuǎn)大于單體式。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利
作品可展示的形式
- 1、實物、產(chǎn)品2、模型3、圖紙4、現(xiàn)場演示5、圖片6、錄像7、樣品
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
- 技術(shù)特點和優(yōu)勢： 1、具有強的越障能力和路面自適應(yīng)能力。 2、具有快速的生命探測能力。 3、具有準(zhǔn)確的信號定位能力。 4、具有獨特的車體設(shè)計方案，進一步提升了越障能力。 適用范圍： 此項技術(shù)應(yīng)用于災(zāi)害現(xiàn)場的第一時間應(yīng)急輔助，幫助救援人員在最短的時間內(nèi)確定受災(zāi)人員具體位置。 市場分析和經(jīng)濟效益預(yù)測基于SWOT理論分析： Strengths：該項技術(shù)對我國災(zāi)后救援將產(chǎn)生重要的影響。它將成為救災(zāi)的主要輔助設(shè)備和災(zāi)情發(fā)生地第一現(xiàn)場的主要工作人員。 Opportunities： 在未來，野外搜救，動態(tài)監(jiān)控，數(shù)字化軍隊等都是該項技術(shù)應(yīng)用的廣闊舞臺。其潛在的經(jīng)濟、市場，國家安全的價值十分巨大，很難用具體的數(shù)字衡量。 Threats：在未來，傳感器技術(shù)更加成熟，感應(yīng)更加準(zhǔn)確，可能會有生命探測飛機將其替代。 該項技術(shù)對我國災(zāi)后救援將產(chǎn)生重要的影響。它將成為救災(zāi)的主要輔助設(shè)備和災(zāi)情發(fā)生地第一現(xiàn)場的主要工作人員。在未來，野外搜救，動態(tài)監(jiān)控，數(shù)字化軍隊等都是該項技術(shù)應(yīng)用的廣闊舞臺。
同類課題研究水平概述
- 機器人技術(shù)是集機械、電子、自動化控制等多學(xué)科應(yīng)用的技術(shù)。機器人通過自身攜帶的傳感器在無人參與的環(huán)境下，自主壁障越障等復(fù)雜行為，可以實現(xiàn)人類在復(fù)雜環(huán)境下無法完成的任務(wù)。與人類相比，移動機器人不僅彌補了人類無法適應(yīng)某些惡劣環(huán)境的探測問題，而且具有經(jīng)濟性，高效性，快速性等優(yōu)勢，特別適合于在惡劣條件下進行移動，實時探測，完成相應(yīng)任務(wù)。 近年來, 我國消防機器人的研制工作得到了政府有關(guān)部門的支持。1995年上海市科學(xué)技術(shù)委員會批準(zhǔn)公安部上海消防科學(xué)研究所著手研制我國第一臺消防滅火機器人— 自行式消防炮, 目前該項目已通過驗收并順利進入產(chǎn)業(yè)化準(zhǔn)備階段1996年11 月國家科學(xué)技術(shù)委員會以國家“863”計劃批準(zhǔn)公安部上海消防科學(xué)研究所、上海市消防局等四家單位共同研制“ 消防機器人” , 該消防機器人具備火場化學(xué)危險品偵察、滅火等多種功能, 目前研制工作已接近尾聲, 并計劃盡快完成消防偵察機器人的產(chǎn)業(yè)化準(zhǔn)備工作, 與前期完成的滅火機器人一起裝備消防部隊。 2010年7月，洞穴搜救機器人在北京進行了聯(lián)調(diào)集成實驗。 洞穴搜救機器人可在復(fù)雜的廢墟環(huán)境中移動。這款機器人主要是用于信息采集，可代替人進入仍存在余震、結(jié)構(gòu)極不穩(wěn)固的倒塌廢墟中尋找被埋的幸存者。洞穴機器人身上安裝的生命探測儀，可以探測到被埋者的溫度和心跳，為救援人員提供準(zhǔn)確的信息。 日本研究的基于移動機器人的救援機器人RoboCue能進行救援操作。RoboCue是菊池制作所針對日本東京消防廳開發(fā)的救援機器人，能進入人類救援隊不能去的地方尋找受害人，比如火勢兇猛的房屋、爆炸或彌散毒氣的現(xiàn)場。它配備超聲波傳感器、紅外照相機，先使用兩個試探臂識別受傷者，再緩緩地用雙臂將傷員裝載到一張類似雪撬的床上，撤回到安全地帶，如果需要的話，它還能提供隨身攜帶的一個氧氣罐。 該作品解決了災(zāi)害救援過程以下幾個技術(shù)難題： 1、探測精度不足，無法快速定位受災(zāi)人員的問題。 2、自適應(yīng)地面性具有局限性，跨越障礙能力不足的問題。 3、操作維修復(fù)雜等難題。 綜上所述，自適應(yīng)應(yīng)急救援輔助機器人具有強的越障能力和路面自適應(yīng)能力、快速的生命探測能力、準(zhǔn)確的信號定位能力、獨特的車體設(shè)計方案四大優(yōu)點。由于其獨特的車體、履帶設(shè)計，極大的提高了機器人的機械能力?？稍谲娛?、民用和科學(xué)研究中得到廣泛應(yīng)用，包括航天、海洋、軍事、建筑、農(nóng)林、商業(yè)服務(wù)和災(zāi)害救護等。
