文档介绍：题目:救援机械人的应用
学院:_机械工程学院_
专业:_机械电子工程_
班级:_机电073___
学号: 1_
学生姓名:_ _
指导教师:_
2010 年 12 月 25 日
目录
第一部分:研究意义与必要性……………………3-5
研究意义
必要性
第二部分:国内外研究现状及分析………………5-6
国外现状研究
国内现状研究
第三部分:关键技术详细内容……………………6-16
一、机构
二、检测
三、控制
参考文献……………………………………………17
第一部分:研究意义与必要性
一、研究意义
1、灾难概括
在世界各地,由于自然灾害、恐怖活动和各种突发事故等原因,灾难经常发生。在灾难救援中,救援人员只有非常短的时间(约48小时)用于在倒塌的废墟中寻找幸存者,否则发现幸存者的几率几乎为零。在这种紧急而危险的环境下,救灾机器人可以为救援人员提供帮助。地震和矿难是自然界最可怕的现象。有历史记载以来,地震和矿难已经导致无法估计的财产损失,并且夺去了千百万人的生命。仅上一世纪,所发生的地震和矿难就超过了200多万次。常常并不是地震和矿难本身夺去人的生命,而是地震和矿难发生时造成建筑的损坏以及塌方、雪崩、海啸等造***员伤亡。其中地震过程中房屋倒塌人员被困的情况更是很常见。因此,将具有自主智能的救灾机器人用于危险和复杂的灾难环境下“搜索和营救”幸存者,是机器人学中的一个新兴而富有挑战性的领域。
2、传统的救援
传统的救援方式用人工挖掘和利用大型设备,比如:起重机、挖掘机等进行挖掘。
人工挖掘显然工作效率较低,对于那些流血较为严重的被困人员时间就是生命,而且由于受损房屋的不稳定因素也会对被救人员的安全产生威胁。大型的机械设备在灾难发生后地形复杂而很难进入,而且大型设备挖掘过程中不稳定因素较高,从而可能产生被困人员的第二次伤害。
3、救援机器人意义
救援机械人可以克服传统救援的工作效率较低、大型设备救援的不稳定性,救援灵活快捷、携带方便、对环境适应能力强等特点,在救援工作中有重要意义。
二、必要性
救灾机器人利用自身的优点,能迅速找到灾难遇险人员的位置,降低事故危害性,对提高救灾效率具有重大作用,必要性具体表现为:
1、救援机器人具有灵活性好、机动性强的特点,有较好的爬坡和越障能力,能适应现场各种各样的地理环境。比如,蛇形救灾机器人能适应任何的复杂环境,在灾区能自由运动。
2、救援机器人的探测技术发展迅速,能迅速找到遇险人员的位置。救援机器人利用传感器通过探测遇险人员的呻吟声、体温的变化及心脏跳动的频率的信息能找到他们的位置。其次,D摄像头)具有信息直观、能实现计算机辅助控制等特点,可以将现场环境的图像返回到救灾中心,为进一步控制机器人的运动方向,制定下一步救灾的方案提供决策依据。最后,机器人还能进入受灾区域,监测事故现场(如温度、***以及有害气体的浓度)的变化,防止事故的二次发生。
3、救援机器人具有为被困人员投放小包食品、药物和通讯装置等辅助功能,能有效地减少遇险人员的伤亡人数。
因此世界上许多国家都在研制军用机器人、扫雷机器人、排爆机器人和消防机器人等危险作业机器人。救灾机器人是机器人的一个新兴发展领域,属于危险作业机器人的一个分支,具有危险作业机器人的特点,救援机器人的发展必要性是显而易见的。
第二部分:国内外研究现状及分析
国外的研究现状
在国外,救灾机器人发展迅速、技术日益成熟,并进入实用化阶段,日本、美国、英国等已开始装备使用。在灾难现场中,救灾机器人应能迅速找到幸存者的位置。日本大阪大学研制出蛇形机器人,能在高低不平的模拟废墟上前进,其顶端带有一部小型监视器,身体部位安装传感器,可以在地震后的废墟里寻找幸存者。美国iRobot公司研制了PackBot系列机器人,能适应崎岖不平的地形环境和爬楼梯,主要执行侦察任务、寻找幸存者、勘探化学品泄漏等任务。 InuKtun公司研制了机器人MicroVGTV ,机身可变位,采用电缆控制,含有直视的彩色摄像头,并带有微型话筒和扬声器,可用于与压在废墟中的幸存者通话,适用于在小的孔洞和空间中执行任务。除了前面的中小型救灾机器人,微型救灾机器人也正在研究中,美国加州大学伯克利分校研制出世界第一个苍蝇机器人,通过装在它脑袋上的微型传感器与***机,可以到倒塌的建筑物废墟底下或其他灾难场所寻找幸存者。
国内的研究现状
在国内,救灾机器人的研究刚刚起步,但进展很快。中科院沈阳自动化所在2002年研制了一种蛇形机器人,由16个单自由度关节模块和蛇头、蛇尾组成,在监控系统的无线控制下可实现蜿蜒前进、后退、侧移、翻滚等多种动作,并能通过安装在蛇头上的***头将现场图像传回监控系统。国防科技大学在2001年也研制了一种蛇形机器