搜救机器人.docx

青少年科技创新大赛中学生项目地震被困人员搜救器学生：李振坤蒋明彤指导教师：崔娜佘念利刘秀艳学校：河北省唐山市第一中学2008年12月摘要地震发生后面对很容易发生二次倒塌的建筑物救援人员无法深入废墟内及时对受困人员进行搜索和施救。为此设计一种体形细长的搜救器它可在复杂表面上前后爬行、转弯和越障在狭小缝隙间穿行装有摄像机等传感器进入废墟下探测和定位受伤者还可以为伤者送去必要的药品和食物。该搜救器采用类似高速列车动车组的模块化结构形式头尾结构相同每个中间单元均有电源和驱动器各单元相对独立并可在现场自由拆装可根据需要灵活配置；由弹簧、卡爪和电磁铁构成的驱动器结构简单可实现前进、后退、转弯、越障等动作；采用蠕动前进方式便于通过狭小通道；可张合的头锥既可保护摄像机又可进行一些功能操作；提出的球面水银定向器实现了爬坡、翻转时搜救器定向；各动作全部均采用电磁铁驱动通过控制电磁铁线圈电流控制动作程度能量利用率高简单易行。与现有设备相比该搜救器功能强、结构简单、工作周期长适用于复杂地面环境可大大提高搜救速度减少抗震救灾过程中的人员伤亡。关键词：地震搜救救援废墟机器人目录引言…………………………………………………………………………………1项目研究背景…………………………………………………………………21.1国内外救援装置研究现状………………………………………………21.2地震搜救装置关键技术…………………………………………………41.3项目研究内容及意义……………………………………………………52搜救器结构设计……………………………………………………………62.1基本设计方案……………………………………………………………62.2结构设计………………………………………………………………72.3三维造型设计……………………………………...………………………113结论……………………………………………………………………………12致谢…………………………………………………………………………………13参考文献……………………………………………………………………………14引言举世震惊的汶川5.12强烈地震发生后全国人民都积极投入到抗震救灾活动中。作为三十多年前经历过同样灾难的唐山人民对汶川地震尤为关注一些人立即奔赴灾区很多人忙着为灾区捐款捐物。那些日子里走到唐山的任何一个角落你都会听到人们在谈论着有关地震的事情。我们也时刻关注着救灾的进展情况每天放学回家第一件事就是赶紧打开电视机观看救灾现场的报道当看到有人被埋在废墟下呻吟呼救而外面的人却一时无法将他们救出时我们心里十分焦急总在想：里面的人肯定受了重伤也一定很饿如果有个小型搜救器能迅速钻到废墟里探明受伤人位置和情况给他们送去急需的药品和饮食该有多好啊。随着时间一天天过去废墟下的呼救声逐渐消失了有人冒着余震的危险用生命探测器在废墟上检测下面是否还有人活着我们又在想：如果有个搜救器带着这种生命探测器深入到废墟和危楼里会不会发现里面更多活着等待急救的人呢？有一天看到两名救援人员在危楼中搜救时被余震倒塌的楼房掩埋的画面时我们萌生了更加强烈的愿望：一定要设计一个搜救器替代人深入到危险的地方对受灾人实施救助。我们把这个愿望告诉了家长和老师他们都非常赞同并全力支持我们。从那以后我们利用课余时间从图书馆及互联网上查阅了大量相关资料一直在努力设计一种能够在瓦砾上运动在狭小缝隙间穿行的小型搜救器尤其根据我们已经掌握的知识对它的结构和运动机理进行研究。1项目研究背景1.1国内外救援装置研究现状近年来多发的自然灾害如地震、火灾、洪水严重威胁着人类的安全引起了人们广泛关注。将机器人技术、营救行动技术、灾难学等多学科知识有机融合研制与开发用于搜寻和营救的灾难救援装置是机器人学研究中一个富有挑战性的新领域。由于地震后存在易二次倒塌建筑物的现场施救人员无法深入进行侦察或施救人们急于探知灾难现场的内部险情但又无法接近或进入灾难现场。此时救援机器人的参与可以有效地提高救援的效率和减少施救人员的伤亡它们不但能够帮助工作人员执行救援工作而且能够代替工作人员执行搜救任务在灾难救援中起着越来越重要的作用。近年来特别是“9．11”事件以后世界上许多国家开始从国家安全战略的角度研制出各种反恐防爆机器人、灾难救援机器人等危险作业机器人用于灾难的防护和救援。同时由于救援机器人有着潜在的应用背景和市场一些公司也介入了救援机器人的研究与开发。此外国际RobCup机器人竞赛也增加了救援比赛的专项RobCupRescue为救援理论和技术提供仿真研究的试验平台。目前灾难救援机器人技术正从理论和试验研究向实际应用发展。日本作为一个多地震国家在救援机器人方面开展了相对全面的工作。日本东京工业大学的