機器人創(chuàng)意設(shè)計大賽

1、機器人創(chuàng)意設(shè)計大賽論文（災(zāi)難搜救機器人暢想）指導(dǎo)教師：白雪峰班級：電氣 0902 成員：周帥災(zāi)難搜救機器人暢想引言事例 1：5.12汶川大地震512，對于中國人來說是多么敏感的一個數(shù)字。我們傷感，那是因為我看見了這場史無前例的特大自然災(zāi)害給我們帶來了無法估量的損失，我們的朋友，我們的兄弟姐妹，我們的骨肉同胞，都飽受和經(jīng)歷了難以言狀的痛苦的折磨，盡管我們傾盡了全力，然而， 在強大的自然災(zāi)害面前， 我們依然無可奈何，還是有近 90000中國同胞在那一瞬，永遠(yuǎn)地離開了我們。這里我不愿放上災(zāi)難時的照片，以免引起我們的傷感。放上現(xiàn)在的汶川照片我們或許會欣慰一些。事例 2：日本大地震及核泄漏2011 年

2、3 月 11 日，日本東北部海域發(fā)生里氏 9.0 級地震并引發(fā)海嘯，造成重大人員傷亡和財產(chǎn)損失。地震造成日本福島第一核電站 14 號機組發(fā)生核泄漏事故。此次地震及其引發(fā)的海嘯已確認(rèn)造成14063人死亡、 13691 人失蹤。提出搜救機器人想法看完前兩個事例我們不難發(fā)現(xiàn)，近10 年來，災(zāi)難頻發(fā)，造成重大人員傷亡和巨額財產(chǎn)損失。因此我們就需要想辦法去預(yù)防與彌補。但預(yù)測災(zāi)難方面的研究并不是很成熟，因此我們可將視線放在后期的搜救過程中， 為寶貴的生命多爭取一些時間去搶救，以減少大量的人員傷亡。但由于災(zāi)難發(fā)生后境況的不確定性給救援工作帶來了不便，耽誤了救助時間。 于是我們便提出機器人搜救法。我們暢想的災(zāi)

3、難搜救機器人可以很好地解決搜尋生還者時間長，救援人員面臨二次崩塌造成的危險等諸多問題。 機器人應(yīng)該在災(zāi)難發(fā)生后第一時間進(jìn)入災(zāi)難現(xiàn)場尋找幸存者， 并可以對被困人員提供基本的醫(yī)療救助服務(wù)，以及進(jìn)入救援人員無法進(jìn)入的現(xiàn)場搜集有關(guān)信息并反饋給救援指揮中心等功能。于是我們提出新一代機器人暢想。新一代搜救機器人研究現(xiàn)狀近十年來，尤其是“ 911”事件之后，美國、日本等西方發(fā)達(dá)國家在地震、火災(zāi)等救援機器人的研究方面做了大量的工作，研究出了各種可用于災(zāi)難現(xiàn)場救援的機器人：履帶式搜救機器人、可變形(多態(tài))搜救機器人、蛇形機器人等。但我們看好： 履帶式搜救機器人履帶式機器人原是為了滿足軍事偵察、拆除危險物等作業(yè)的

4、需要，在傳統(tǒng)的輪式移動機器人的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它具有的優(yōu)點：1.它具有強抓地力（這一點有助于搜救機器人可以更好的行駛在災(zāi)難發(fā)生后的各種廢墟中行動），2.行動穩(wěn)定（有助于平穩(wěn)的運送傷員避免二次受傷） 。但萬事都有不足之處，履帶式缺點是行動緩慢。綜合所有因素我們一致決定履帶式是更好選擇。搜救機器人所需功能? 1.能夠 自 主 并精確 尋找 幸存 者 位置 ，提 供 所需救助? 2.能夠自主轉(zhuǎn)彎避開阻礙物并保持正?；顒? 3.能夠在昏暗的環(huán)境下找出并記錄搜救施救路線? 4.裝備影像傳送與通信設(shè)備裝置，以便及時獲得幸存者各項身體資料搜救機器人功能1 實現(xiàn)方法能夠自主并精確尋找幸存者位置，提供所需救助

5、1.紅外傳感器紅外傳感器具有兩個器件： 紅外發(fā)射管和紅外接收管， 紅外接收管位于機器人的正前方， 兩只紅外發(fā)射管位于紅外接收管的兩側(cè)。因為紅外傳感器能夠穿透一般遮擋物看到50cm 150cm 內(nèi)的情況。為了快速找出幸存者位置，此元件是我們首選。2.攜帶基本救援裝備機器人需要攜帶： 繃帶，引用水，食物，以及抗生素等基本藥物。及時為幸存者救助。搜救機器人功能2 實現(xiàn)方法能夠自主轉(zhuǎn)彎避開阻礙物并保持正?；顒?.碰撞傳感器機器人的下部放置一個碰撞系統(tǒng)，保證機器人的正?；顒印?機器人的碰撞機構(gòu)能夠檢測到來自360范圍內(nèi)物體的碰撞，使機器人遭遇到來自不同方向的碰撞后，能夠轉(zhuǎn)彎避開并保持正?；顒?。搜救機器人

6、功能3 實現(xiàn)方法能夠在昏暗的環(huán)境下找出并記錄搜救施救路線光電編碼器（記錄路線）在機器人里有碼盤和光耦（光電編碼器）。光電編碼器主要作為控制的反饋信號。光耦通過測定隨輪軸一起轉(zhuǎn)動的碼盤的轉(zhuǎn)動角度，得到輪子所轉(zhuǎn)動的圈數(shù)，從而判定距離并記錄路線。搜救機器人功能4 實現(xiàn)方法裝備影像傳送與通信設(shè)備裝置，以便及時獲得幸存者各項身體資料攝像頭與通信技術(shù)如今攝像頭與通信技術(shù)已經(jīng)十分成熟并得到了大范圍使用，價錢也是十分合理，因此我們可以借鑒成熟的技術(shù)直接裝入搜救機器人。這樣減少了大量的設(shè)計與研究時間。使其它功能及機器調(diào)試時間得到更合理分配。搜救機器人總結(jié)更自主有效的救援是機器人開展接救工作的基礎(chǔ)和前提，但災(zāi)難現(xiàn)場的復(fù)雜性對機器人的運動能力提出了很高的要求，雖我們的機器人只是在設(shè)