缝隙搜救机器人镜体的形状重建和定位方法

搜救机器人的路径形状重建和定位是在搜救过程中一项最基本的任务,但地下复杂的环境使得GPS信号完全不可用,因此必须找到一种可替代的方法解决。为建立一套完整的搜救机器人系统,提出了一种能够利用惯性导航传感技术对废墟缝隙搜救机器人镜体形状重建的方法,该方法在初始位置已知的情况下,融合移动距离和方向角进行积分,得到机器人镜体形状曲线,并将其显示在三维坐标中。利用该方法,可以有效地对搜救机器人定位,及时救援发现的被困人员。文中详细叙述了该方法的理论基础,并以此展开了仿真和实验研究。结果表明,重建的轨迹与模拟废墟送进路径达到了非常高的匹配度,在3.4m长度中定位精度达到了20 cm以内。     

可变位履带式地震废墟搜救机器人的设计

针对地震后搜救遇到的问题,设计了一款可变位履带式地震废墟搜救机器人。首先分析和验证了可变位履带式机器人的结构特点和可行性,然后对机器人的控制系统硬件组成进行了架构,在此基础上通过Pro/E软件对机器人进行了三维实体建模和整机运动仿真。仿真结果表明了可变位履带式地震废墟搜救机器人运动方式多样,满足功能要求,具有一定的应用价值。     

基于CPLD的生命探测仪的设计与研究

本文论述了基于CPLD的用于灾害救援中的实用声振救生仪的设计与实现方法。通过重力加速度传感器拾取被救人员发出的敲击信号,然后经过前级调理板的放大和次级放大和滤波及其它处理,再进行进一步数字信号处理后送到耳机监听通道,以发现废墟中是否有生存人员,并进一步确定位置。     

废墟狭缝搜救机器人自动送进系统研究

为开发一种能够在废墟狭缝中运动与探测的搜救机器人,使之成为一种面向地震等自然灾害应用的高效救援手段,研究了机器人柔性本体自动送进系统。针对柔性本体在废墟狭缝中的送进难题,提出了"前拉后推"的双驱动方式,采用了两套驱动装置,即安装在本体头部的拉进装置和安装在本体尾部的推进装置,研制了一种可实现柔性本体在狭小空间中自动送进的机械机构和控制系统。经样机试验表明,该系统可较好地实现柔性本体在废墟中的自动送进,并实现预定搜救功能。     

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。     

套索驱动细长机器人的初步设计与试验

为了解决在地震后废墟内部搜救幸存者的问题,设计了一种细长柔软机器人.机器人采用了套索传动的方式,使机器人操作部分的尺寸和重量相对于其他搜救机器人大大减小.机器人由头部可操作部分和细长柔软身体组成,可运动的操作部分采用模块化的设计,可根据实际需要改变关节的数量.实验结果表明,机器人能初步完成搜救任务.     

一种宽动态音频自动增益控制电路设计

在军民用通信设备中,由于设备接收电路接收到的无线电信号起伏变化,导致接收的音频信号不恒定,对后续音频信号处理电路的实现带来一定困难,必须采取相应的音频动态压缩技术。文章引入一种适合音频动态变化范围的自动增益控制技术,电路采用步进式数字自动增益控制,给出了实用电路的设计思想、电路组成及工作原理,实现了音频宽动态范围输入信号的压缩,满足音频信号不同增益控制的实际需要。     

破拆救援机器人关键技术

根据机器人在灾难救援过程中的作用不同,对国内外救援机器人研究领域取得的进展及研究现状进行综述.研究表明,目前搜救机器人和搬运机器人不具备对灾后危险建筑物或废墟的智能破碎与拆除能力,提出将机器人技术与工程机械技术有机融合,进行液压驱动的大功率破拆救援机器人研究,归纳了破拆救援机器人研究的关键技术,指出研究面临的主要问题.     

基于RFID技术的生命探测系统设计

为了更有效的在地震废墟中搜寻生命。设计了一种新型的基于RFID技术的生命探测系统。由于地震后手机一般没有信号。但却有电源可以用,被压埋人员可以利用此系统用手机一键发送救援信号,营救人员可以探测到该信号,从而间接的搜索到被掩埋的人员进行营救。实验结果表明利用此新型系瘟鑫行生命探测,能够有效的对被压埋人员进行搜寻,弥补了只依据人体本身信号进行生命探测救援的不足。进一步保护了人民的生命安全。     

油压驱动的八连杆机构废墟穿越机器人

为实现在缝隙、狭小空间等灾难现场中有效地进行辅助搜救,提出了一种油压驱动的新型八连杆废墟穿越机器人。首先,设计单楔形八连杆废墟穿越机器人并阐明其行走原理;其次,分析机器人的顶升工作过程,给出了机器人顶升力和顶升高度之间的关系;然后,通过五种循环状态对其行走步态进行了较详细分析;最后,在各种模拟障碍下进行样机实验,实验结果表明了该机器人设计的有效性。     

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]     

靠背可调节救援担架车的研制

针对灾难救援现状,研制开发了一种靠背可调节救援担架车,既可实现伤病员的快速转移,还可利用新型角度可调节靠背用于某些不适合平躺伤病员救治的场合。经过制作使用表明,产品具有操作方便、救援快速、省时省力等特点,特别适合于普通救护车辆不能到达等灾难情况的紧急救援。     

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。     

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。     

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。     

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。     

摆臂轮式机器人越障过程建模及仿真

为解决在城市灾难现场,很多狭窄空间搜救人员无法进入的难题,充分利用搜救过程中轮式机器人的越障能力,首先对小型可分离式机器人进行了结构设计,并进行了越障过程的理论分析,然后使用Matlab对机器人的越障过程进行了运动学和静力学仿真。仿真和实验结果验证了电机驱动力矩、机器人主体与摆臂长度的比例及障碍物高度等之间的关系,为研究小型机器人在复杂环境中的越障能力提供理论依据。     

Probability of alarm detection in a search and rescue system

Diagnostic systems are often based on the detection of weak periodic signals buried in noise. As an illustrative example, a maritime search and rescue system is described. Here, alarms consist of frequency-modulated signals where the carrier frequency may vary in a certain range due to Doppler shifts. The signals are strongly corrupted by additive noise and by fading. For a given averaging time, the probability of missed alarms is computed and minimised, comparing different receiver structures and detection schemes. The theoretical investigations were verified in practical tests with striking accuracy.     

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”。     

通过声音信号判断切削颤振的试验研究

通过建立高速铣削试验台获取高速铣削声音信号,并对数据进行分析,发现切削过程声音信号的幅频域特性与其稳定性有着紧密的联系.该试验为利用声音信号判断切削颤振提供了事实依据,并为切削颤振控制打下了试验基础.