煤矿救灾机器人毕业设计开题报告
2、设计产品的用途和应用领域
根据灾难发生的时间,灾难救援可以分为灾前救援、灾时救援与灾后救援3个阶段。灾前救援指的是对己经预先知道的,即将要发生的灾难采取防范与梢除灾难、人员琉散和物资转移的工作;灾时救级是针对火灾、水灾、毒气、放射性物质等有1定发生时间的灾难过程,采取的扑救和补救工作;灾后救援指的是地震、爆炸等突发性和短时性灾难,事后的搜寻和营救工作。3个阶段在灾难发生时通常没有明确的界限,但是各个阶段救援工作都面临着两个问题:环境的复杂性和环境的危险性。以城市环境为例,人口城市化和城市人口密集现象加剧,高层建筑、地下工程、大型商贸场所、文化娱乐场所迅猛发展,城市建筑物不断增加,使得城市建筑环境中的搜救作业10分复杂。在1些危险性大的灾难中,如随时会引发爆炸的火灾现场,有易燃、易爆或剧毒气体存在的现场,地震后存在易2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,但又不敢或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。
3、设计方案
1、设计目标、研究内容和拟解决的关键问题
设计目标:本移动平台主要用于煤矿火区的现场探察工作,机械结构是该平台的基础和重要组成部分。
研究内容:在设计救灾机器人时,应从系统总体要求出发,考虑救灾机器人的环境适应性,协调各分系统的技术关联,开展顶层设计,研究综合集成关键技术。
拟解决的关键问题:救灾机器人利用自身的优点,能迅速找到井下遇险矿工的位置,降低事故的危害性。
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2、设计方案
移动机构作为救灾机器人的移动载体,必须具备以下特点:1定的移动速度和低能耗;良好的姿态稳定性和高运动精度;能够适应各种各样的地理环境,有1定的爬坡和越障能力。 现有的救灾机器人移动机构主要有:无肢运动(以蛇形机器人为主) 、轮式、腿式、轮腿式和履带式等。 蛇形机器人具有运动稳定性好、适应地形能力强和高的牵引力等特点,但多自由度的控制困难,运动速度低;轮式机器人具有结构简单、重量轻、轮式滚动摩擦阻力小和机械效率高等特点,但越过壕沟、台阶的能力差;腿式机器人具有适应地形能力强的特点,能越过大的壕沟和台阶,其缺点是速度慢;轮腿式机器人融合腿式机构的地形适应能力和轮式机构的高速高效性能,其缺点是结构相对复杂;履带式机器人地形适应能力强,动载荷小,设计紧凑,其缺点是重量大,能耗大。根据本题目的设计要求及技术特点,本次设计拟选择履带式移动机构。
图1 张力分布图
3、题目的可行性分析
履带式机器人地形适应能力强,动载荷小,设计紧凑,其缺点是重量大,能耗大。本次设计拟选择履带式移动机构。原因有:
1。 相对于轮式移动机构
1)支承面积大,接地比压小
2)越野机动性能好,爬坡、越障、跨沟能力强
3)履带的牵引附着性能好,不易打滑,有利于发挥较大的牵引力
2.相对于步行式行走机构:
1)技术成熟
2)控制简单
参考文献 ( References)
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