小口径深井落井救援机器人设计

针对小口径落井救援技术和设备落后的现状,研究了一种适用于小口径落井救援作业的救援机器人设计方案。该方案对救援机构进行了详细地描述,考虑到机器人井下作业环境空间的局限性,对井下作业救援机构进行了模块化设计,减小了机构的体积,同时对音频、视频、照明和通风等辅助救援系统进行了阐述。利用该落井救援机器人对落井人员进行救助,无需救助人员深入井下,仅在井上操作即可在较短时间内将落井人员救出井外,大大降低了传统救援方法因救助不及时而造成对被救人员的伤害,可节约大量人力、物力,并且缩短了救援时间,是一种针对小口径落井救援较为理想的救援装置。     

煤矿救援机器人防爆创新设计探讨

为了解决采用现行防爆技术给机器人带来的重量大、功率不足等问题,提出了简化相关防爆结构与短时防爆技术2种新的方法以适用于煤矿救援机器人的设计。以CUMT-V型煤矿救援机器人作为实例,给出了具体的防爆设计方案。设计结果显示,采用所提出的方法可以大大减轻机器人的重量,简化机器人结构。然而,虽然所提方法有利于机器人的设计,但只是进行了理论分析,从安全的角度仍需进行严格的试验才能真正应用于煤矿救援机器人。     

多节履带式煤矿井下搜索机器人设计

面向煤矿井下事故后非结构化的极端环境,提出了一种多节履带式搜索机器人,先于抢险人员进入井下,探测环境和被困人员情况,并将信息传回控制中心,辅助煤矿救援。通过对机器人工作环境进行分析,建立了井下搜索机器人履带-地面模型,提出了能在复杂非结构环境下灵活越障的机器人整体构型,设计了具有高机动性的行走机构和关节模块,采用机器人仿真软件Webots进行了仿真,为建立实用化的系统工程样机并完成工程试的验验证提供依据。     

煤矿救援机器人嵌入式实时操作系统设计和分析

针对煤矿救援机器人远程、自动、智能化控制要求高的需求,设计了煤矿救援机器人嵌入式实时操作系统,并对嵌入式实时操作系统内核结构、任务状态、同步事件标志、软件开发结构、配置文件解析器结构进行研究和分析,基于设计的嵌入式实时操作系统实现对煤矿救援机器人远程、自动、智能控制,为煤矿救援机器人嵌入式实时操作系统优化、改造及应用等方面提供技术支持及参考依据。     

煤矿救援机器人行走机构设计与研究

通过分析现有煤矿救援机器人行走机构的特点,结合救援现场非结构复杂地形,提出了一种新型的二自由度中部摆动四履带救援机器人行走机构设计方案,并对该机构进行运动学分析,结果表明:该行走机构有较强的地面适应能力和稳定性。     

基于AD和FAHP的救援机器人系统设计研究

在救援机器人的设计过程中,提出一种基于公理化设计与模糊层次综合评价法相结合的设计方法,针对特定设计要求通过AD对救援机器人进行功能需求分析,运用"之"字形映射,对救援机器人的设计过程进行分析,给出了救援机器人系统的功能需求与设计,利用FAHP建立救援机器人的设计指标评价模型,采用定性与定量相结合的层次分析法确定指标体系中各因素的权重,对不同的救援机器人的设计系统进行评价,得出最优系统。该方法为救援机器人的设计提供了有效手段。     

煤矿救援机器人系统运载车的设计与研究

煤矿救援机器人系统运载车设计是一个涉及多门学科的交叉研究领域。概述了煤矿救援机器人系统运载车设计中的关键技术要点,从运载车的车体设计、结构设计、关键部件设计、移动路径设计等方面探讨了煤矿救援机器人系统运载车的设计及应用开发前景。     

新型智能救援机器人的设计

针对我国灾难救援的实际需求,提出了一种集可自行移动、能够顶升重物为一体的新型智能救援机器人的设计方案,并对其系统结构、顶升装置、行进装置、探测装置进行详细设计。新型智能救援机器人的顶升装置基于机械剪式千斤顶进行设计,行进装置由行进轮、履带构成。运用Inventor软件建立新型智能救援机器人的三维模型,并在ADAMS软件中对系统进行运动学仿真、在ANSYS软件中对顶升装置的螺杆进行有限元分析,验证该设计的实用性、可操作性。     

六轮救援机器人实验装置虚拟设计与运动分析

设计并实现了具有较好越障性能及适应能力较强的六轮救援机器人实验装置,使用UG进行了虚拟设计,并进行了实物装配和越障能力的运动分析;该设计对于机器人结构设计和系统优化有着较强的借鉴意义。     

煤矿井下搜救探测机器人结构设计

根据煤矿井下的环境特点,结合现有机器人结构组成,设计用于煤矿井下搜救探测机器人。该机器人由履带、摆臂复合式结构构成,分3段,具有良好的越障能力、地面适应能力和机械性能。其传感器支撑臂具有2个自由度,可以实现传感器的空间姿态调整。对其结构组成、运动原理、传动特点等进行了介绍和总结。为后续的动力学仿真、控制系统搭建和传感器选择等提供了工作平台。     

煤矿救灾机器人自动充电系统的设计

为实现矿井救灾机器人长时间可靠稳定的工作,需要解决移动机器人自动充电的技术问题,对矿井救灾机器人自动充电技术进行研究,介绍了机器人自动充电定位技术的相关进展。提出了一种简单、可行的基于定位矫正功能的自动充电系统的设计方案。结果表明该方案对于机器人自动充电技术的研究具有一定的实际意义。     

基于STM32控制的全方位可视煤矿救援机器人的研究设计

针对矿难时煤矿巷道环境复杂,救援人员无法第一时间进入救援的情况,设计了一款基于STM32控制的全方位可视的煤矿救援机器人。该机器人运动机构采用同步带传动式的行星轮结构,增大了垂直越障的稳定性,同时配备有可移动式云台相机、生命探测仪、雷达等探测装置,实时探测回传巷道内视频画面、生命特征和障碍等信号,极大程度上提升了救援工作的效率和成功率。     

煤矿救援机器人语音交互单元设计

为了实现煤矿灾害救援过程中指挥中心与伤员或者现场救灾人员的语音交互,设计了煤矿救援机器人的语音交互单元,并通过实验证明了方案的可行性、实用性。该单元主要由光纤传输装置、语音控制电路、语音存储与录放电路和音频放大电路组成。     

基于Atmega168单片机的臂式救援机器人的设计

为了使救援机器人在规定时间内模拟现实环境完成寻迹、目标搜索、目标定位、救援等行动,采用了基于Atmega 168单片机的控制系统,研制了铝合金材料的机器手,对臂式救援机器人进行了整体设计,在硬件上外扩了相应的通讯、传感等系统,在软件上引入自动控制程序的设计。实践证明该系统具有较好的实时性。     

煤矿救援机器人的通信系统设计

为了保证煤矿救援机器人通信性能的可靠性,根据ISO/OSI层次模型设计了通信系统,该系统包括机身通信系统和上下位机通信系统。针对物理层,介绍了快速建立井下有线光纤网络和以Zigbee技术为基础的Ad Hoc无线网络的方式;针对数据链路层,根据高级数据链路控制(HDLC)协议设计了上下位机的stop-wait-ARQ串口通信协议,保证了数据传输的正确性,也进一步提高了通信系统的可靠性;使用MSComm控件设计了上位机和下位机通信软件,在应用层实现了串口通信协议。通过矿井现场试验验证了该系统的可靠性和数据传输的正确性。     

煤矿救灾机器人环境探测多参数传感器设计

介绍一种应用于煤矿救灾机器人的多参数测量传感器模块。该传感器集测量瓦斯、O2、CO浓度和温湿度于一体,可根据温湿度对气体浓度输出进行补偿。硬件电路以AT89LV51单片机为核心,采用X5045看门狗芯片,使系统更加稳定可靠。传感器模块带有RS232接口,与机器人的PC104工控机实时通信更加方便。     

基于GIS的矿井救援机器人最佳路径设计与实现

为了实现矿井救援机器人进行及时准确的救援,利用Visual C#．NET结合ArcGIS Engine组件对救援机器人的最佳路径分析功能进行设计研究,以山东兖矿集团有限公司北宿煤矿实践应用为例,试验得到了一个有效的最佳路径分析系统。介绍了该系统的功能模块设计、空间数据库设计及系统开发方法,并对构建巷道网络、获取起止点信息、配置网络参数和调用分析函数等关键技术进行了研究,该系统可快速设定矿井救援机器人至事故地点的最佳路径,实现了矿井救援机器人寻找一条从起始点到目标点的最佳路径。     

煤矿搜救蛇形机器人MK-01控制系统设计

为用于煤矿搜救的蛇形机器人MK-01设计了一个控制系统。该系统能够利用机器人自身携带的仪器设备采集煤矿巷道内部的状态信息,通过无线网络将信息传输给地面系统,为营救人员施救提供依据。该系统对提高煤矿搜救的智能化、自动化水平,降低搜救成本、提高搜救效率具有一定的意义。