履帶機器人驅動機構及關節(jié)機構設計【救災機器人】【含CAD圖紙、說明書】
1畢業(yè)設計開題報告學 生 姓 名:學 院:專 業(yè) 及 班 級 :學 號 :指 導 教 師2畢業(yè)設計開題報告題 目 履帶機器人驅動機構及關節(jié)機構設計作者姓名 學號 所學專業(yè) 機械設計制造及其自動化1、研究的意義,同類研究工作國內外現(xiàn)狀、存在問題從20年代80年代起,國內外就對小型履帶式機器人進行了研究。目前,在救災機器人研究方面,美國走在了世界的前列,美國在微小型機器人研制方面投入了大量的人力和物力,特別是新型、高機動、高可靠性移動載體研究方面。如美國移動機器人(TMR)計劃中的便攜式機器人系統(tǒng)(MPRS) ,Inuktun 公司推出的UGTV機器人具有獨特履帶可變形功能,可以輔助攀爬和擴大機器人視野,曾在“911”事件的搜救任務中大顯身手;加拿大Sherbrook大學研制的 AZIMUT機器人,該機器人采用輪、履、腿復合移動機構,具有四個履腿模塊,每個履腿模塊與本體相連接時有3個自由度,機器人運動功能多樣,越障能力強,上下臺階方便;但結構極為復雜,僅電機就有12個,運動控制困難,該機器入主要用于室內環(huán)境執(zhí)行反恐、排爆任務。國內,中國礦業(yè)大學可靠性工程與救災機器人研究所研制的CUMT - 1 型礦井搜救機器人,是我國第1 臺針對煤礦救援的機器人。該機器人裝備有低照度攝像機、氣體傳感器和溫度計等設備。能夠探測災害環(huán)境,實時傳回災區(qū)的瓦斯、一氧化碳、粉塵濃度和溫度,以及現(xiàn)場圖像等信息。煤礦救災機器人技術總體來說尚未成熟,仍處于技術研究階段,明確機器人在煤礦救災中的作用以及煤礦救災對機器人的要求,有利于機器人技術的完善。由于煤礦災害尤其是瓦斯煤塵爆炸事故發(fā)生后,礦井環(huán)境十分復雜,井下因災受傷人員面臨極其危險的狀況,需盡快地轉移與救護;而救援工作異常困難和危險 ,往往在救援工作中造成救護人員的傷亡。研發(fā)代替或部分代替救護人員及時、快速深入礦井災區(qū)進行環(huán)境探測和搜救工作的救災機器人具有極其重要的意義。將機器人技術、營救行動技術、災害學等多學科知識有機融合,研制與開發(fā)用于搜救與營救的救援機器人,將有效地提高救援的效率和減少救援人員的傷亡。2、研究目標、內容和擬解決的關鍵問題在我國雖然煤炭資源豐富,但考慮到礦井自然條件差,加上技術和管理等諸多方面不3到位,以及近年來國家對煤炭資源需求量的不斷增長,使得我國煤礦礦井災害事故頻繁發(fā)生,人員傷亡十分慘重,災害后的救援工作又是極為困難和危險,因此研發(fā)具有環(huán)境探測和搜救功能的煤礦救災機器人十分必要。在救援初期,主要使用災后救災機器人,其主要作用是代替礦山救護人員進入災區(qū),進行環(huán)境探測,并將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至救援指揮中心,這些環(huán)境信息主要包括瓦斯、CO、氧氣的濃度、環(huán)境溫度、濕度與粉塵情況,以及災區(qū)的通風狀況的參數(shù),還應包括生命和圖像等信息,為救災決策提供重要參考。3、特色與創(chuàng)新之處1在發(fā)生倒塌后,機器人可以立即展開對幸存者的搜索,進入結構不穩(wěn)定的建筑物,降低救援隊員的風險,為搜救工作節(jié)約時間。2可以進入狹窄空間,擴展搜救專家的工作范圍。建筑物倒塌會形成各種各樣的空間,這些空間可能就會有幸存者,但搜救人員難以進入,而機器人卻可以一展身手。3可以攜帶多種傳感器,探測幸存者空間狀況,在機器人軟件的幫助下對搜索區(qū)域實行完整的三維搜索,繪制結構圖,提升工作效率和可靠性。搜救機器人可以攜帶溫度探測器、一氧化碳探測器、爆炸界限探測器、氧氣、PH探測器、輻射探測器和殺傷性武器探測器,從而測定空氣讀數(shù),探測有害物質,分析后向救援人員提出警告。4、擬采取的研究方法、步驟、技術路線 1在圖書館借閱相關書籍2在學校數(shù)據(jù)庫查找相關資料3通過老師的指導4通過瀏覽因特網(wǎng)上的相關資料5對相關資料和數(shù)據(jù)進行整理并對救機器人的外形、動力、結構、工作原理等進行分 析和研究6設計參考有關設計樣板,完善設計方法,進一步完善設計結果7通過與同學探討得出有關結論8自己總結資料得出結論5、擬使用的主要設計、分析軟件及儀器設備1類比設計、優(yōu)化設計,經(jīng)驗設計以及數(shù)據(jù)計算法。42在繪圖過程中使用電腦運用AutoCAD繪圖和Pro/E 等繪圖方法。6、參考文獻1 蔡自興、機器人學 M、北京、清華大學出版社、20002 濮良貴、機械設計 第八版 、北京、高等教育出版社、20063 徐元呂、工業(yè)機器人、北京、中國輕工業(yè)出版社、20064 李科杰、危險作業(yè)機器人發(fā)展戰(zhàn)略研究J、機器人技術及應用2003(5)5 李東曉、機器人技術在煤礦自動化中的應用、煤炭科學技術、20076 錢善華、王勇等、機器人研究的現(xiàn)狀及煤礦搜救的應用、2006(5)
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