井下探測(cè)救援機(jī)器人平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開題報(bào)告.doc

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告題目：井下探測(cè)救援機(jī)器人平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)院（系）：機(jī)械工程學(xué)院班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：教師職稱：講師題目井下探測(cè)救援機(jī)器人平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)源生產(chǎn)實(shí)際1、研究目的和意義我國(guó)是世界上災(zāi)害、事故發(fā)生次數(shù)最多的國(guó)家之一，地震、火災(zāi)、塌方、以及各類人為事故，給人民生命財(cái)產(chǎn)安全造成極大的危害。災(zāi)害發(fā)生后，如何及時(shí)有效的發(fā)現(xiàn)被困幸存者并實(shí)施快速的救援是災(zāi)后應(yīng)急救援的頭等大事。然而復(fù)雜危險(xiǎn)的災(zāi)后環(huán)境常常會(huì)給救援工作帶來(lái)困難。危險(xiǎn)物質(zhì)、大火、易燃易爆氣體、不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)等等危險(xiǎn)因素的存在，時(shí)常威脅到救援隊(duì)員的生命安全，阻礙救援工作的快速展開。如何能夠在最少人員傷亡前提下快速高效地開展搜索救援工作一直是我們重點(diǎn)研究的問(wèn)題。煤礦也是最復(fù)雜、最危險(xiǎn)的工作環(huán)境之一，在發(fā)生安全事故之后，常常會(huì)因?yàn)榫聫?fù)雜危險(xiǎn)的環(huán)境而阻礙救援人員深入井下開展工作。血的事實(shí)告訴我們，沒(méi)有高效的災(zāi)害生命搜索定位裝備，沒(méi)有實(shí)用的應(yīng)急救助設(shè)備，在災(zāi)害發(fā)生之后，我們就無(wú)力營(yíng)救我們被困的礦工，無(wú)法為我們的同胞提供應(yīng)有的幫助。開展應(yīng)急救災(zāi)搜索定位裝備是當(dāng)前函待解決的重大課題，它關(guān)系到我們的建設(shè)和諧社會(huì)主義的理念能否體現(xiàn)，它關(guān)系到我們的人權(quán)和我們的國(guó)際聲譽(yù)。搜救機(jī)器人作為一種高效的搜索定位工具已經(jīng)開始在災(zāi)害救助工作中嶄露頭角。像煤礦井下這類環(huán)境惡劣的情況下，正是搜救機(jī)器人的理想工作場(chǎng)合。2、國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況(1)我國(guó)搜救機(jī)器人的現(xiàn)狀我國(guó)的搜救機(jī)器人技術(shù)起步較晚，但是近年來(lái)引起了越來(lái)越多的關(guān)注并取得了一定的成果，沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、國(guó)防科技大學(xué)、上海交通大學(xué)、廣東富衛(wèi)公司等機(jī)構(gòu)都設(shè)計(jì)了自己的搜救機(jī)器人系統(tǒng)。2005年中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所與日本國(guó)際救援系統(tǒng)研究院聯(lián)合成立的“中日救援與安全機(jī)器人技術(shù)研究中心“在沈陽(yáng)揭牌成立，這標(biāo)志著我國(guó)的搜救機(jī)器人研究進(jìn)入了一個(gè)更加快速發(fā)展的時(shí)期。2006年6月22日，由中國(guó)礦業(yè)大學(xué)可靠性與救災(zāi)機(jī)器人研究所研制的國(guó)內(nèi)首臺(tái)煤礦搜救機(jī)器人(樣機(jī))在徐州誕生。這臺(tái)煤礦搜救機(jī)器人采用自主避障和遙控引導(dǎo)相結(jié)合的行走控制方式，能在煤礦災(zāi)害發(fā)生后深入事故現(xiàn)場(chǎng)，探測(cè)火災(zāi)溫度、瓦斯?jié)舛?、?zāi)害場(chǎng)景、呼救聲訊等信息，并實(shí)時(shí)回傳采集到的信息和圖像，為救災(zāi)指揮人員提供重要的災(zāi)害信息。同時(shí)，機(jī)器人還能攜帶急救藥品、生命維持液、食品和千斤頂、撬棍等自救工具以協(xié)助被困人員實(shí)施自救和逃生。2006年11月8日，山東省科學(xué)院自動(dòng)化研究所聯(lián)合沈陽(yáng)新松機(jī)器人有限公司申報(bào)的山東省2006年自主創(chuàng)新重大科技專項(xiàng)井下探險(xiǎn)搜救機(jī)器人的研究正式通過(guò)審批。該項(xiàng)目將開展適合井下復(fù)雜路況和環(huán)境的探險(xiǎn)搜救機(jī)器人的研究，攻克探險(xiǎn)搜救機(jī)器人瓦斯等氣體、環(huán)境參數(shù)、生命探測(cè)等以及防水、防爆和無(wú)線通訊等關(guān)鍵技術(shù)，建立完善的探險(xiǎn)搜救機(jī)器人開發(fā)和試驗(yàn)環(huán)境，完成井下探險(xiǎn)機(jī)器人和搜救機(jī)器人的研制和示范應(yīng)用。(2)國(guó)外搜救機(jī)器人的發(fā)展過(guò)程及現(xiàn)狀目前美國(guó)及日本的災(zāi)害機(jī)器人研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)開始大量參加實(shí)際災(zāi)害救援行動(dòng)，通過(guò)與消防部門、災(zāi)害應(yīng)急機(jī)構(gòu)等部門的合作，不斷積累實(shí)際救災(zāi)經(jīng)驗(yàn)。從這些實(shí)際需要出發(fā)來(lái)修改和完善搜救機(jī)器人的設(shè)計(jì)，以提高機(jī)器人對(duì)實(shí)際災(zāi)害行動(dòng)的適應(yīng)能力。另外，為了促進(jìn)國(guó)際間的災(zāi)害搜救機(jī)器人相互交流，國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)每年舉辦一次搜救機(jī)器人大賽。RoboCupResuce作為RoboCup中的一個(gè)下屬賽事，在2000年成為RoboCup的正式比賽項(xiàng)目，當(dāng)前包括仿真組和實(shí)物機(jī)器人兩種類型的比賽。這兩種研究成果的集成將創(chuàng)造未來(lái)數(shù)字化的國(guó)際救援隊(duì)。2003年澳大利亞SIMTARS煤礦研究人員與美國(guó)機(jī)器人輔助救援中心(CRASAR)合作，開發(fā)了一個(gè)煤礦災(zāi)害搜救機(jī)器人，并在澳大利亞昆士蘭州的15米地下訓(xùn)練場(chǎng)進(jìn)行了試驗(yàn)。這個(gè)機(jī)器人專門是為礦山災(zāi)害而研制。它的尺寸大小像一個(gè)蜂蜜罐子，它可以通過(guò)地面的鉆孔進(jìn)入煤礦井下然后爬過(guò)障礙物和泥漿，利用傳感器搜尋被困礦工，探測(cè)有毒或者可燃性氣體，還可以將地面供氣供水軟管拖到被困礦工身邊，給他們新鮮的空氣和水。種機(jī)器人在通過(guò)鉆孔時(shí)像一條蛇一樣將自己擠過(guò)巖石，一旦到達(dá)井下地面，它就會(huì)像一個(gè)小型坦克一樣行動(dòng)，搜尋被困礦工。CRASAR希望能夠進(jìn)一步為該機(jī)器人添加新型的醫(yī)學(xué)傳感器讓救援義務(wù)人員能夠通過(guò)觀看、交談、診斷