可拆卸自平衡担架床的研究与设计

针对利用普通担架在地势不平的场合实施救援容易给伤病员带来二次伤害的问题,研究了一种能够使伤病员保持平躺状态的可拆卸自平衡担架床。利用连杆机构传递运动,并把担架床设计成可拆卸结构。利用倾角传感器测得担架倾斜角度并发送至ARM单片机,ARM单片机处理数据后向驱动器发送指令,控制电动推杆动作,带动内侧可调节担架摆动以达到水平,误差在±1°以内。担架床可在行进中保持水平状态,避免了因倾斜使病情加重的情况,减少了伤病员在救援过程中受到的二次伤害。     

智能应急救援装备研究现状与发展趋势

在地震、火灾等灾害现场,抢险救援任务的紧迫性突显了对智能化应急救援装备的迫切需求。智能应急救援装备的使用可极大地提高救援队伍的战斗力,快速、高效地处理各类灾害,特别是突如其来的严重灾难,大大减少救援人员的伤亡和国家的财产损失,具有重要的研究意义。按照工作环境和用途可将智能应急救援装备分为空中救援装备、陆地救援装备、水下救援装备以及通用救援装备等。在对智能应急救援装备及关键技术的研究现状进行概述的基础上,分析发现了当前研究还存在着缺乏高效的机构设计方法、装备可靠性不佳、智能化程度较低、通信技术成熟度不高以及人机友好性较差等问题,这都导致了智能应急救援装备在大型灾害现场应用程度不高。指出了智能应急救援装备将向着先进的结构设计、可靠的运动性能、高智能化、快速精准的通信及良好的人机交互的方向发展。     

基于CATIA的一体式折叠桌椅设计

在CATIA设计建模环境下,对一体式折叠桌椅进行建模,完成整体结构设计与运动仿真分析,实现了桌面高度、倾斜度可调,位置可旋转;靠背高度、角度可调节,靠背板旋转可选择,必要情况下可作为简易桌子使用;椅子可实现高度调节、椅面板旋转和空间折叠等功能。该一体式桌椅具有结构紧凑、占用空间小、方便携带的特点,适合于教室或旅行使用。     

基于复杂路面的全向自平衡担架车研制

针对复杂路面,能实施野外救援智能救护设备较少,为此我们研制出了一种使伤病员始终保持水平状态的全向自平衡担架车。其工作原理是通过陀螺仪来检测担架的重力垂直度,并产生脉冲信号驱动伺服电机,由伺服电机调整角度来控制救护车的前后和左右四个方向的水平,使伤病员的身体在担架上始终保持±1°以内的摇摆度。全向自平衡救护车可在恶劣的环境下工作、进行实时导航和定位,减少伤病员在救援过程中受到的二次伤害。     

一种多功能救援担架的设计与研究

设计了一种能适应多种灾难环境下,集多功能于一体的救援设备.通过对杆件长度可变四杆机构、齿轮齿条机构、棘轮机构、自锁机构及导轮换向机构的整体联动,可将其转化成普通救援担架、防风雨担架、单人背式担架、快速反应轮椅、运输手推车、轻便救生船、攀爬越障梯等多种在灾难现场实行救援、逃生的装置.     

救援机器人操作臂的运动学分析与仿真

救援机器人作为灾难救援高效的辅助工具,可以进入灾难环境,借助安装于其上的操作臂和传感器完成收集环境信息、运输紧急物资等任务。设计了一种六自由度救援机器人操作臂,将固定关节法及梯度投影法相结合,提出了操作臂逆解计算的优化方法,并进行了轨迹跟踪仿真分析。该法可大大提高逆解计算效率和轨迹跟踪精度。     

灾难救援机器人研究现状、关键性能及展望

对日本、美国和中国等国家灾难救援机器人的研究现状和研究计划进行综述。根据世界各国救援机器人技术的研究现状,结合救援机器人在实际应用中取得的经验和教训,归纳和总结出救援机器人的关键性能为：存活能力、运动能力、感知能力、通信能力和作业能力。研究结果表明,灾难救援机器人研究逐步从试验研究转入到实际应用,多种技术融合化、多智能体网络化是今后灾难救援机器人研究的发展方向。防灾、减灾和救灾事关人民生命和财产安全,是国家公共安全的重要组成部分。救援机器人技术是国家发展迫切需要的战略必争的核心技术之一,将在国民经济和安全中起着重要作用并具有重大的战略意义。     

一种新型四摆臂履带式救援机器人的行走机构设计

依据灾难救援的现实要求和对国内外救援机器人典型结构的分析比较,提出一种由主体模块、内摆臂模块和外摆臂模块组成的新型行走系统,设计了相应的传动机构及关键尺寸,结合跨越台阶分析了机器人的行走形态及各模块的运动方式,体现了所设计救援机器人的重心位置调节功能在提高越障能力和越障过程平稳性方面的作用。     

一种越障救援机器人的设计

针对地质灾难现场危险性大的特点,设计以STM32F103Z为控制核心的越障救援机器人。该机器人主要由车体、电机驱动模块、超声波检测模块、人体红外检测模块、画面实时传输模块等组成。主要创新是行走机构采用六轮摇杆,具备一定的越障功能;利用红外传感器对地质灾难现场进行生命迹象检测;通过摄像头采集现场画面并无线传输到控制室以实现对现场的实时播放。所设计的越障救援机器人能协助救援人员进入危险复杂的地质灾难现场开展救援工作,降低了救援风险,提高了救援效率,具有很大的应用价值和推广意义。     

责任的更高境界 云南鲁甸抗震救灾,我们在一起

国家兴亡,匹夫有责。2014年8月3日16时30分,云南昭通鲁甸县发生6.5级地震,国家启动一级应急响应。工程机械行业各企业亦快速响应,成立救援队,紧急调集起重机、装载机和挖掘机等大型工程机械设备驰援地震灾区。 天灾无情,人间有爱。在灾难面前,人类的力量微不足道,但灾难过后,人心的力量却是一切困难都无法阻挡的。汶川、玉树、雅安……在这些性命攸关的大救援中,工程机械人用强大的社会责任感和钢铁般的意志,用连续奋战的实际行动,为灾区救援贡献着令人感动的力量。     

Current research, key performances and future development of search and rescue robots

Frequent natural disasters and man-made catastrophes have threatened the safety of citizens and have attracted much more attention. The rescue mission under disaster environment is very complicated and dangerous for a rescue team. Search and rescue (SAR) robots can not only improve the efficiency of rescue operations but also reduce the casualty of rescuers. Robots can help rescue teams and even replace rescuers to perform dangerous missions. Search and rescue robots will play a more and more important role in the rescue operations. A survey of the research status of search and rescue robots in Japan, USA, China and other countries has been provided. According to current research, experiences and the lessons learned from applications, the five key performances of a search and rescue robot are survivability, mobility, sensing, communicability and operability. Multi-technique fusion and multi-agent intelligent network are considered to be requirements for the future development of the search and rescue robot. Disaster prevention, disaster reduction and disaster rescue are the important parts of national public safety. They are also crucial for the safety of citizens and their estates. Search and rescue robotic technique is an urgent needed, strategic and core technique for national development. It will be important and strategic for national economy and safety. __________ Translated from Journal of Mechanical Engineering, 2006, 42(12): 1–12 [译自: 机械工程学报]     

重载液压机械臂末端夹持装置柔顺控制器研究

灾难救援机器人能够在危险环境下代替人类实施救援任务,由于灾害现场复杂多变,空间紧张,救援机器人往往需要在重载条件下进行工作。大型液压机械臂末端夹持装置,存在阻尼低、刚度弱、易振荡等固有缺陷,且夹持装置直接与环境接触,其耦合规律复杂,阻尼/刚度性能难以精细调控,夹持装置不能实现柔顺控制,极大限制了机械臂与环境的交互,甚至会造成人员伤亡和财产损失。采用阻抗控制中的导纳控制,对救援机器人的末端液压夹持装置进行柔顺控制,通过AMESim-Simulink联合仿真平台,搭建夹持装置模型进行仿真验证。仿真结果表明,采用导纳控制器的夹持装置与环境柔顺交互,取得了较好的控制效果。     

汽车座椅强度试验台加载机构设计

在试验标准基础上,提出了一种汽车座椅强度性能试验台,对试验台加载机构进行了详细设计。运用杆系机构和液压控制系统设计了座椅靠背及调节装置强度试验的静力加载机构和头枕静态性能试验的静力加载机构,采用电机控制的摆锤机构设计了靠背及头枕吸能性试验冲击载荷加载机构。所设计的加载机构能够准确模拟汽车座椅靠背及调节装置强度试验、汽车座椅头枕静态性能试验和汽车座椅靠背及头枕吸能性试验各种加载工况,其结构简单,易于控制,具有较强的工程应用价值。     

单通道便携式声波/振动探生仪的研制

设计和实现了一种用于灾害救援的单通道便携式声波/振动探生仪。能够实现对地下声/振信号的捕捉、放大功能,并以声音的方式传送至监听耳机,以供救援队员确定该区域是否有生命存在,为进一步使用多通道声波/振动探生仪等系统救援设备进行准确、系统的救援提供可靠的依据,能大大提高救援速度。该设备灵敏度高,体积小,功耗低,通过实验验证,可用于实际救援和信号探测工作。     

一种铁路隧道防灾救援监控系统设计与实现

结合现代通信技术,提出一种隧道防灾救援监控系统设计方案。监控子系统实现对隧道内各设备的集中监控,并与整个系统的调度和指挥中心监控主站保持实时通信,系统构建了基于铁路专用通信网络SDH/MSTP的防灾救援监控通信系统,为监控主站与监控子系统提供以太网业务接口。     

废墟搜中的音频生命求救信号分析研究

废墟搜救机器人在灾害搜救领域发挥了越来越大的作用,受到世界各国学者的关注,我国在这方面的研究还处于起步阶段。灾害发生后,处在废墟中的受困人员会发出多种有用的音频求救和生理信号,有利于帮助搜寻受困人员;但这些信号往往比较微弱。文章分析了最具特征的心跳和呼吸音频信号,研究其数字模型。这些信号的特征分析对采集到信号的识别带来依据,为救援工作带来极大帮助。     

煤矿井下安全避险“六大系统”工程设计探讨

在介绍煤矿井下安全避险“六大系统”有关的政策法规和国内外研究现状的基础上,分析了建设完善安全避险“六大系统”的重要意义和各系统之间相互关系,提出建设完善安全避险“六大系统”是一项系统工程,应当在矿井基本情况分析和矿井安全风险分析的基础上,根据安全管理、安全避险和灾害救援等的实际需要建设完善安全避险“六大系统”。     

民航机载担架支架结构设计研究

机载担架支架作为伤员航空医疗运输的重要设备,其结构设计不仅应满足民航飞机装机接口的要求,还应具备良好的机载环境适应性;同时,还应满足伤员在运输过程中的医疗救护需求。本文提出了一种框架式机载担架支架设计,并对其装机固定连接装置的承载能力进行了分析,进而对多种加速度过载工况下担架支架的强度和刚度进行了仿真分析,确保担架支架在伤员航空运输过程中具备较高的安全性和可靠性。     

利用手机信号进行生命探测的研究与系统设计

本文针对灾后紧急救援的需要,提出了一种新的生命探测方法,利用手机跨越位置更要发出请求信号的原理,效仿蜂窝网络移动台混合定位(TDOA/TOA)技术,通过主动探测地震灾害中被压、埋人员身上携带的手机信号,间接搜救遇难人员。该系统不但能探测到无网状态下待机的手机,并能将其定位在一定的范围内,为地震救援提供了可靠的帮助。