地震救援机器人设计研究
发布时间：2022-01-14 22:11
我国是世界上地震灾害频繁发生的国家之一。地震灾害以其瞬间突发性、破坏性强、严重性强和次生灾害多样性等特点,严重威胁着人类的生命和财产安全。地震灾害发生后的72小时里,被困人员的存活率随时间的推移逐渐降低。又因地震废墟环境具有范围广、受灾面积大、伤亡情况不确定和次生灾害频发等特点,所以地震救援具有时间紧急、救援难度大等特点。随着科学技术的进步与发展,出现了可以用于地震救援的救援机器人。地震救援机器人因具有可以连续执行救援任务,代替救援人员深入危险环境,可以搭载相应的工具深入废墟环境进行救援得到认可。但是救援机器人依然存在着受地震废墟环境影响,作业方式与救援需求不匹配,救援效率不理想等问题。本文主要采用文献资料法、分析法和比较研究法进行研究。研究目的是解决复杂地震废墟环境影响救援机器人使用,作业方式与救援需求不匹配,救援机器人救援效率不理想等问题。基于救援机器人的相关技术和研究成果,设计研究新型地震救援机器人。通过调研与分析,我们提出了地震救援机器人设计的相关要求,主要包括全地形通过、工具多功能、机身轻量化、型号体系化和外观辨别化设计要求。通过对这些设计要求的深入分析研究,结合地震救援机器...
【文章来源】：河北科技大学河北省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
废墟搜救机器人
41.2.1国内研究现状沈阳自动化研究所设计研发的一款可用于地震搜救的履带式机器人“变形金刚”，如图1-1所示，这款机器人可以根据灾区的复杂环境，选择使用条形和三角形两种行走形态，机器人配备红外传感器和摄像机，进入救援人员无法到达的狭窄空间，通过感知被困人员的温度和呼吸，确定被困人员是否存在生命特征，然后把信息发送给救援人员[11]。中国科技大学设计研发的一款新型六足机器人，如图1-2所示，这款机器人具有较高的越障能力和机动能力，可以轻松地完成攀爬楼梯、斜坡等操作[12]。图1-1废墟搜救机器人图1-2新型六足机器人上海交通大学自主设计研发的一款可用于核电场站救援的机器人“六爪章鱼”，如图1-3所示，这款机器人具有较高的承载力以及行走灵活等特点[13]。我国自主设计研发的国内首台大型“龙虾”救援机器人，如图1-4所示，这款机器人重达30吨，手臂最大跨度至8米，其双臂最大抓取重量达8吨，是目前世界上大吨位紧急救援智能设备之一[14]，机器人采用轮履组合式底盘，可以根据不同的路面情况进行轮式和履带式之间的转换，在进入灾区前的行驶过程中，它可以将轮型底盘放下，靠车轮在平坦路面上行驶，进入灾区后再将车轮收起，放下履带式底盘，使用履带行驶，这样的设计综合了轮式与履带式底盘的优点，一定程度上提高了抢险救援的效率[15]。图1-3“六爪章鱼”机器人图1-4“龙虾”机器人1.2.2国外研究现状在9·11事件后，美国开始重视机器人的设计研究。最具代表的是由Irobot公
41.2.1国内研究现状沈阳自动化研究所设计研发的一款可用于地震搜救的履带式机器人“变形金刚”，如图1-1所示，这款机器人可以根据灾区的复杂环境，选择使用条形和三角形两种行走形态，机器人配备红外传感器和摄像机，进入救援人员无法到达的狭窄空间，通过感知被困人员的温度和呼吸，确定被困人员是否存在生命特征，然后把信息发送给救援人员[11]。中国科技大学设计研发的一款新型六足机器人，如图1-2所示，这款机器人具有较高的越障能力和机动能力，可以轻松地完成攀爬楼梯、斜坡等操作[12]。图1-1废墟搜救机器人图1-2新型六足机器人上海交通大学自主设计研发的一款可用于核电场站救援的机器人“六爪章鱼”，如图1-3所示，这款机器人具有较高的承载力以及行走灵活等特点[13]。我国自主设计研发的国内首台大型“龙虾”救援机器人，如图1-4所示，这款机器人重达30吨，手臂最大跨度至8米，其双臂最大抓取重量达8吨，是目前世界上大吨位紧急救援智能设备之一[14]，机器人采用轮履组合式底盘，可以根据不同的路面情况进行轮式和履带式之间的转换，在进入灾区前的行驶过程中，它可以将轮型底盘放下，靠车轮在平坦路面上行驶，进入灾区后再将车轮收起，放下履带式底盘，使用履带行驶，这样的设计综合了轮式与履带式底盘的优点，一定程度上提高了抢险救援的效率[15]。图1-3“六爪章鱼”机器人图1-4“龙虾”机器人1.2.2国外研究现状在9·11事件后，美国开始重视机器人的设计研究。最具代表的是由Irobot公
【参考文献】：
期刊论文
[1]高性能镁合金的研发与应用[J]. 张艺钟. 中国金属通报. 2018(05)
[2]浅谈建筑结构设计中抗震概念设计的重要性[J]. 朱兴治. 江西建材. 2018(03)
[3]智能装备工业设计发展现状与价值分析[J]. 白铭玉,郑刚强,柳灏. 设计. 2017(09)
[4]新材料在重型卡车轻量化中的应用[J]. 王庆国,王凯,赵飞,王莎莎. 时代汽车. 2016(06)
[5]轮履复合变体轮的结构设计与动力学仿真分析[J]. 胡军中,黄林,康少华,侍才洪,李能. 中国工程机械学报. 2015(02)
[6]救援机器人的研究现状与发展趋势[J]. 郭月,赵新华,陈炜,侍才洪,邢凯,张西正. 医疗卫生装备. 2014(08)
[7]高强钢推进白车身轻量化[J]. 王志娟,陈素平,赵友志,田坤. 现代零部件. 2014(03)
[8]铝合金在汽车上的应用分析[J]. 朱敏,曹娟华. 江西化工. 2013(02)
[9]社会管理视角下我国地震灾害的应对处置策略研究[J]. 白鹏飞,贾群林. 中国应急救援. 2013(03)
[10]八达大型双臂救援机器人下线[J]. 机器人技术与应用. 2013(02)
博士论文
[1]地震伤亡发生规律及灾民生理与心理创伤研究[D]. 唐碧菡.第二军医大学 2017
[2]具柔性脊柱的四足机器人结构优化与控制[D]. 聂华.华中科技大学 2016
[3]建筑结构地震倒塌及存活空间分布规律研究[D]. 翁旭然.中国地震局工程力学研究所 2015
[4]应急医疗物资直升机与车辆联合运送优化[D]. 阮俊虎.大连理工大学 2015
[5]汽油机缸内成分和温度分布对可控自燃着火燃烧的影响[D]. 李楠.天津大学 2012
硕士论文
[1]湖南溆浦山背花瑶挑花艺术及其在现代设计中的应用研究[D]. 伍雪.云南师范大学 2017
[2]六足铲斗机器人设计与分析[D]. 邢燕兵.燕山大学 2016
[3]履带式车辆行进系统动力学仿真及挂胶履带关键件研究[D]. 雷有功.哈尔滨工业大学 2016
[4]玄武岩纤维织物热防护性能探究[D]. 李满意.天津工业大学 2016
[5]地震救援中废墟安全评估专家系统初步设计与实现[D]. 刘欢.中国地震局工程力学研究所 2015
[6]废墟狭窄空间辅助救援机器人研究[D]. 王继斌.哈尔滨工业大学 2014
[7]基于通用设计理论的色彩设计研究[D]. 袁树香.南京理工大学 2014
[8]轮履复合式救援机器人运动控制系统设计[D]. 杨康建.天津理工大学 2013
[9]双螺杆反应挤出制备碳纤维增强尼龙6复合材料的研究[D]. 孙伟.青岛大学 2009
[10]城市房屋建筑装修震害损失评估方法研究[D]. 陈洪富.中国地震局工程力学研究所 2008
本文编号：3589305
【文章来源】：河北科技大学河北省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
废墟搜救机器人
41.2.1国内研究现状沈阳自动化研究所设计研发的一款可用于地震搜救的履带式机器人“变形金刚”，如图1-1所示，这款机器人可以根据灾区的复杂环境，选择使用条形和三角形两种行走形态，机器人配备红外传感器和摄像机，进入救援人员无法到达的狭窄空间，通过感知被困人员的温度和呼吸，确定被困人员是否存在生命特征，然后把信息发送给救援人员[11]。中国科技大学设计研发的一款新型六足机器人，如图1-2所示，这款机器人具有较高的越障能力和机动能力，可以轻松地完成攀爬楼梯、斜坡等操作[12]。图1-1废墟搜救机器人图1-2新型六足机器人上海交通大学自主设计研发的一款可用于核电场站救援的机器人“六爪章鱼”，如图1-3所示，这款机器人具有较高的承载力以及行走灵活等特点[13]。我国自主设计研发的国内首台大型“龙虾”救援机器人，如图1-4所示，这款机器人重达30吨，手臂最大跨度至8米，其双臂最大抓取重量达8吨，是目前世界上大吨位紧急救援智能设备之一[14]，机器人采用轮履组合式底盘，可以根据不同的路面情况进行轮式和履带式之间的转换，在进入灾区前的行驶过程中，它可以将轮型底盘放下，靠车轮在平坦路面上行驶，进入灾区后再将车轮收起，放下履带式底盘，使用履带行驶，这样的设计综合了轮式与履带式底盘的优点，一定程度上提高了抢险救援的效率[15]。图1-3“六爪章鱼”机器人图1-4“龙虾”机器人1.2.2国外研究现状在9·11事件后，美国开始重视机器人的设计研究。最具代表的是由Irobot公
41.2.1国内研究现状沈阳自动化研究所设计研发的一款可用于地震搜救的履带式机器人“变形金刚”，如图1-1所示，这款机器人可以根据灾区的复杂环境，选择使用条形和三角形两种行走形态，机器人配备红外传感器和摄像机，进入救援人员无法到达的狭窄空间，通过感知被困人员的温度和呼吸，确定被困人员是否存在生命特征，然后把信息发送给救援人员[11]。中国科技大学设计研发的一款新型六足机器人，如图1-2所示，这款机器人具有较高的越障能力和机动能力，可以轻松地完成攀爬楼梯、斜坡等操作[12]。图1-1废墟搜救机器人图1-2新型六足机器人上海交通大学自主设计研发的一款可用于核电场站救援的机器人“六爪章鱼”，如图1-3所示，这款机器人具有较高的承载力以及行走灵活等特点[13]。我国自主设计研发的国内首台大型“龙虾”救援机器人，如图1-4所示，这款机器人重达30吨，手臂最大跨度至8米，其双臂最大抓取重量达8吨，是目前世界上大吨位紧急救援智能设备之一[14]，机器人采用轮履组合式底盘，可以根据不同的路面情况进行轮式和履带式之间的转换，在进入灾区前的行驶过程中，它可以将轮型底盘放下，靠车轮在平坦路面上行驶，进入灾区后再将车轮收起，放下履带式底盘，使用履带行驶，这样的设计综合了轮式与履带式底盘的优点，一定程度上提高了抢险救援的效率[15]。图1-3“六爪章鱼”机器人图1-4“龙虾”机器人1.2.2国外研究现状在9·11事件后，美国开始重视机器人的设计研究。最具代表的是由Irobot公
【参考文献】：
期刊论文
[1]高性能镁合金的研发与应用[J]. 张艺钟. 中国金属通报. 2018(05)
[2]浅谈建筑结构设计中抗震概念设计的重要性[J]. 朱兴治. 江西建材. 2018(03)
[3]智能装备工业设计发展现状与价值分析[J]. 白铭玉,郑刚强,柳灏. 设计. 2017(09)
[4]新材料在重型卡车轻量化中的应用[J]. 王庆国,王凯,赵飞,王莎莎. 时代汽车. 2016(06)
[5]轮履复合变体轮的结构设计与动力学仿真分析[J]. 胡军中,黄林,康少华,侍才洪,李能. 中国工程机械学报. 2015(02)
[6]救援机器人的研究现状与发展趋势[J]. 郭月,赵新华,陈炜,侍才洪,邢凯,张西正. 医疗卫生装备. 2014(08)
[7]高强钢推进白车身轻量化[J]. 王志娟,陈素平,赵友志,田坤. 现代零部件. 2014(03)
[8]铝合金在汽车上的应用分析[J]. 朱敏,曹娟华. 江西化工. 2013(02)
[9]社会管理视角下我国地震灾害的应对处置策略研究[J]. 白鹏飞,贾群林. 中国应急救援. 2013(03)
[10]八达大型双臂救援机器人下线[J]. 机器人技术与应用. 2013(02)
博士论文
[1]地震伤亡发生规律及灾民生理与心理创伤研究[D]. 唐碧菡.第二军医大学 2017
[2]具柔性脊柱的四足机器人结构优化与控制[D]. 聂华.华中科技大学 2016
[3]建筑结构地震倒塌及存活空间分布规律研究[D]. 翁旭然.中国地震局工程力学研究所 2015
[4]应急医疗物资直升机与车辆联合运送优化[D]. 阮俊虎.大连理工大学 2015
[5]汽油机缸内成分和温度分布对可控自燃着火燃烧的影响[D]. 李楠.天津大学 2012
硕士论文
[1]湖南溆浦山背花瑶挑花艺术及其在现代设计中的应用研究[D]. 伍雪.云南师范大学 2017
[2]六足铲斗机器人设计与分析[D]. 邢燕兵.燕山大学 2016
[3]履带式车辆行进系统动力学仿真及挂胶履带关键件研究[D]. 雷有功.哈尔滨工业大学 2016
[4]玄武岩纤维织物热防护性能探究[D]. 李满意.天津工业大学 2016
[5]地震救援中废墟安全评估专家系统初步设计与实现[D]. 刘欢.中国地震局工程力学研究所 2015
[6]废墟狭窄空间辅助救援机器人研究[D]. 王继斌.哈尔滨工业大学 2014
[7]基于通用设计理论的色彩设计研究[D]. 袁树香.南京理工大学 2014
[8]轮履复合式救援机器人运动控制系统设计[D]. 杨康建.天津理工大学 2013
[9]双螺杆反应挤出制备碳纤维增强尼龙6复合材料的研究[D]. 孙伟.青岛大学 2009
[10]城市房屋建筑装修震害损失评估方法研究[D]. 陈洪富.中国地震局工程力学研究所 2008
本文编号：3589305
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