目錄1引言1
1.1 慧魚組合模型簡介2
2救援機械人專案的研究意義3
2.1 城市**救援面臨的困難4
2.2 救援隊面臨的困難5
2.3 機械人在救災方面的優勢5
3救災機械人的研究現狀6
4國內外的救援機械人的研究現狀7
4.1 日本7
4.2 美國8
4.3 中國9
5機械人發展現狀和趨勢11
6通訊排障機械人設計思路11
6.1通訊方面12
6.2電力方面13
6.3地面廢墟方面13
6.4通訊排障機械人的設計14
7通訊排障機械人的擴充套件18
7.1思路介紹19
8通訊排障機械人個部位介紹及其運動分析20
8.1履帶20
8.1.1履帶穩定性分析21
8.2後背儲存箱23
8.3空降裝置24
8.4雷達裝置25
8.4.1雷達支架氣動部分設計25
8.5小型遙控探索機械人27
8.5.1小型遙控探索機械人力學分析28
結束語31
致謝32
1 引言
隨著地球進入地球板殻的活躍期和人類對環境的肆意破壞。現在世界上各種各樣的災難越來越多，發生頻率也越來越高，**、海嘯、雪災、火山爆發等等災難也頻頻發生。當災難來臨時候，通常會對災區產生許許多多的破壞，就拿**來說，當**發生後，房屋的倒塌，地面的開裂。
還有供電裝置、通訊裝置、等被破壞。食品問題，衛生問題，救援問題，通訊問題，等等問題困擾著人們。因此人們想盡辦法，想讓救援變得更加快速、更加準確、更加科學、更加有效。
但是要做到這些，就要必須保障資訊之間的互相傳送的順暢，因為這樣能及時了解災區受災情況和災區還需要一定的電力，才能保證醫療等裝置的正常運作。
摘要就因為有了這些所需要克服的困難，我們所構想的通訊排障機械人從此就產生了。它能給災區提供訊號，保證通話和資料資訊的傳輸，它還具有太陽能發電功能，能給災區在夜間進行照明，並且提供電力，而我設計的通訊排障機械人擴充套件模組，對通訊排障機械人進行了改良，它可以進行遠距離空投，還具有小型生命探測機械人，還能進行地面的勘察。
關鍵詞災難救援通訊電力**機械人
1．1慧魚組合模型簡介
「慧魚組合模型」（fischertechnik），又簡稱「慧魚」，是由德國發明家arthur fischer 博士在1964 年從其專利「六面拼接體」的基礎上發明的。它由各種型號和規格的零件構成，類似於積木。零件的種類很多，幾乎包括了機械課程和日常生活中的所有零件，如機械零件：
連桿、凸輪、齒輪（普通齒輪、錐齒輪、斜齒輪、內嚙合齒輪、外嚙合齒輪等）、蝸輪、蝸桿、螺桿、鉸鏈、帶、鏈條、軸（直軸和曲軸）、聯軸器、彈簧、減速器、齒輪箱、車輪等；電氣零件：直流電機、燈泡、電磁氣閥、行程開關、感測器（光敏、熱敏、磁敏、觸敏）、可調直流變壓器、電腦介面板、plc 介面板、紅外線發射接收裝置等；氣動零件：儲氣罐、汽缸、活塞、氣彎頭、手動氣閥、電磁氣閥、氣管等。
由這些零件的不同組合便可構造出各式各樣的模型，這些模型主要可分為兩大類：技術組和機械人組。技術組又包括感測器技術組、氣動技術組、汽車技術組、太陽能技術組、萬能組合包。
機械人組又包括3d 機械人、計算機械人、實驗機械人、工業機械人、移動機械人和氣動機械人。
在慧魚實驗過程中，通過對各類模型的認識和組裝，從而可以熟悉並掌握各類機械裝置和自動化裝置的常用結構和工作原理。在模型的組建中，將運用到機械加工、氣動技術、電子電路和軟體程式設計等知識，從而加深了對這些相關課程的理解。另外通過慧魚模型的搭建和組裝也培養了實際動手的能力、解決實際問題的能力和創新設計的能力。
慧魚組合模型實驗與傳統實驗比較與傳統實驗相比較，慧魚組合模型實驗主要具有如下幾個特點：
1．實踐性更強，提高動手能力
在傳統實驗裡，主要是課程中的具體原理或理論的驗證性實驗，如機械原理中齒輪范成實驗，主要是為了驗證齒輪的加工原理；再如機械設計中的帶傳動實驗主要是為了驗證帶傳動中的兩個重要的現象——彈性滑動和打滑。這些傳統型實驗更好的理解課本的理論知識有很大的幫助，具有課本結合性強的特點。
而在慧魚組合模型裡，主要是一些工程應用中的實際模型，與實際工程結合較為緊密，如在萬能組合包中，有風扇、虎鉗、機械式起重機和建築式起重機等模型，這些模型都是日常生活中的例項，較為真實的「再現」了這些具體的裝置或儀器。這些模型的工作原理基本上都用到了書本中的理論知識，從中可以很清楚地看到理論與實際的具體結合，因此具有更強的實踐性。
2． 知識面更廣，培養綜合素質人才
而在慧魚實驗中，實驗的內容涉及面極廣，不僅包括傳統機械相關的實驗內容，而且還涉及到了能源(包括太陽能)、氣動、遙控（如感測器技術）、自動控制（plc 控制、微控制器控制）、軟體程式設計（慧魚公司自帶的編輯軟體llwin 3.01 ）等多學科的知識，最重要是它能夠把這些很好地知識結合起來，並體現到某個模型中。如在烘乾機實驗中，這個模型實驗就是很好的模仿了公共場所的烘乾機，當把手放到風扇出口處，風扇就會開始旋轉，對手進行烘乾；當把手拿走時，風扇就停止旋轉。
在這個實驗中就用到了機械知識（機械的齒輪傳動），自動控制知識（電路和感測器應用）和軟體程式設計知識（控制軟體的編制）。
通過慧魚實驗不僅能夠掌握機械的主要知識，而且還可以了解到其他專業的基本知識，這樣就拓寬了他們的視野和知識面，有利於培養出高素質的綜合類人才。
3． 創新性更高，增加研究性思維
如前所述，傳統型的實驗具有驗證性的特點，更注重的是對已學理論知識的驗證和理解，而且所涉及的內容主要是機械相關的內容，這樣就大大的限制了學生的想象和創意的空間，不利於學生的創新能力的培養。
2 救援機器專案的研究意義
在世界各地，由於自然災害、恐怖活動和各種突發事故等原因，災難經常發生。災難過後，災後７２小時是救援的關鍵時間。救援界認為，在**等自然災害發生後，災後最初的７２小時是能否成功解救被困人員的最佳時間。
在此時間段內，救活的存活概率極高。而隨著時間的推移，被壓埋者體力透支、心情絕望，生存希望變得渺茫。據統計，**救援的最佳時間，應該是震後第一天，此後埋壓人員的生還概率迅速下降。
如果越拖越後，到後面，除非出現奇蹟，否則幾乎沒有生還希望。
而且對於我們中國來說，人口密集度大，加上現在的土地越來越少，現在的建築物都開始往高裡面建造，還有地下面也開使開發，地鐵，地下商場，還有大型的商貿場所，文化娛樂中心這些的迅猛發展，城市裡面的建築物也不斷的增加。萬一**發生在城市的中心，後果不堪想象。
**後存在易二次倒塌建築物的現場，施救人員無法深入進行偵察或施救，人們急於探知災難現場的內部險情，但又不敢或無法接近或進入災難現場。此時，救援機械人的參與可以有效地提高救援的效率和減少施救人員的**，它們不但能夠幫助工作人員執行救援工作，而且能夠代替工作人員執行搜救任務，在災難救援中起著越來越重要的作用。
房屋倒塌，地面裂痕，救援人員在在這種緊急而危險的環境下，救災機械人可以為救援人員提供幫助。 因此，將具有自主智慧型的救災機械人用於危險和複雜的災難環境下「搜尋和營救」 ( sar)倖存者，是機械人學中的乙個新興而富有挑戰性的領域。
我國一些地方建築由於利益的驅動，使建築商所建築的房子的抗震級素很低，質量問題很嚴重，不安全因素很多，萬一**了，火災、煤氣管道的洩露，很容易發生**或者大火。現在的災害事故頻繁發生，災害事故危害嚴重，傷害人員多。然而災難發生的原因極為複雜，是偶然性和必然性的結合，各類災害事故存在突發性、災難性、破壞性和繼發性特點。
因此，研究**救災新裝備是一項緊迫任務。
有的**發生後，災區情況完全不清楚，裡面通訊完全中斷，要是現在救護人員無法進入危險區域，被埋人員有可能只能等著死神的來臨了。要是完全靠救援人員進行救援的話。餘震，救援人員體力不支，心理問題等一系列問題還會對救援人員造成傷害，撇開這些不說，救援人員也需要休息，不可能24小時不間斷不停歇，不吃飯，不喝水的工作下去。
隨著科技的發展，機械人將被應用到各種救災領域。 救災機械人利用自身的優點，能迅速找到被埋人員的位置，降低事故危害性，對提高救災效率具有重大意義。
2.1 城市**救援面臨的困難
城市搜尋與救援這個概念脫胎於城市**災害緊急援救，包括定位，營救和對狹小空間中受災者進行醫療急救。目前，城市搜救工作已擴充套件到對山體滑坡、火山爆發、海嘯以及恐怖主義襲擊事件。
倒塌建築物造成的生存空間非常狹小，以至於許多情況下搜尋人員和搜尋犬不能進入，使搜尋範圍限制在倒塌建築物表面範圍。現在城市裡面高樓大廈可謂是無處不見，要是**了，高層建築物的倒塌，人員被埋，在倒塌後，靠近外面的被困人員相對於被埋人員來說較容易的獲救，而再廢墟深處的人員就難以被救援人員發現並且去拯救他，但是在現在機械人人技術的誕生和技術的發展給人們帶來了希望。
在2023年9月11日的時候，機械人在世貿中心襲擊事件中的應用，取得了不錯的效果。
圖1 sea-rai可在水上疾馳以檢查受損的橋並渡運可發射的浮空機械人。
圖2 inuktun extereme 可穿越困難地形以向生還者發出雙路音訊。
圖3 caterpillar 可在瓦礫中蜿蜒行進，頂部帶有攝像頭可尋找生還者。
2.2 救援隊面臨的困難
實踐表明，在救援人員在現場實施救援過程中存在著許許多多的各種限制和困難例如：
1．當救援人員進入災區倒塌的房屋廢墟上，或者在廢墟上搭建一些裝置比如說感測器、支撐架，或者救援隊員的體重和移動也可能會引起建築物的進一步倒塌，因此救援隊員必須在結構工程師進行評估之後才能進入。
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一.plc的定義 plc問世以來，儘管時間不長，但發展迅速。為了使其生產和發展標準化，美國電氣製造商協會nema經過四年的調查工作，於1984年首先將其正式命名為pc，並給pc作了如下定義 pc是乙個數字式的電子裝置，它使用了可程式設計序的記憶體儲存指令。用來執行諸如邏輯，順序，計時，計數與演算等功...
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