基本信息
- 项目名称：
- 废墟洞穴扩张装置
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 通过观察和模型搭建设计了一套废墟洞穴扩张装置，该产品主要在地震火灾等自然灾害引起建筑物坍塌时，被埋人员地点确定但由于空间不足无法进行救援时使用。
- 详细介绍：
- 它主要由三部分部分构成：一是最前端可由推杆推动张开的破障爪，是在废墟中扩张狭小空间最主要的装置；二是扩张装置的连杆机构，它通过六个平行四边形机构将装置的六根杆件撑开，用于打开外部的挡圈；三是可压缩的挡圈，在工作前挡圈压缩，通过连杆机构撑开后锁死，成为一个可承载一定负荷的圆环形挡圈。以上三个部分经过破障，搭建支持部件，形成救援通道，辅助搜救工作，提高工作效率，节省救援时间
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 设计目的：该产品主要在地震火灾等自然灾害引起建筑物坍塌时，被埋人员地点确定但由于空间不足无法进行救援时，打开一个通向被救援者的通道，方便水及生活必需品的传送及救援人员的进入。辅助搜救工作，提高工作效率，节省救援时间。 基本思路：破障爪钻入废墟中打开，撑开一个突破口。驱动支撑架，搭建支撑结构，建立临时通道。重复上述步骤，直到通路完全打开。 创新点：能快速在废墟中打开一条通路，仅破障爪在撑开过程中受较大的力，支撑杆打开支撑架的过程中受力很小，在支撑部件组成刚性框架之后，关闭破障爪，支撑框架受力。且该过程中装置对外界环境是缓慢的工作，利用杆件的空间运动，巧妙的利用狭小的空间 技术关键：本装置的关键设计要求就是破除障碍废墟中的障碍，支撑部件组装成刚性结实的支撑框架。破障爪和支撑部件的工作时序，以及支撑部件在搭建过程中的动作。 主要技术指标：破障爪在人工驱动时，人工动力转化为破障爪破障是强大的支撑力，以及在破障后的自锁。支撑部件如何有小体积组装成可以支撑洞穴主要框架的动作，以及每个零件的尺寸。
科学性、先进性
- 现如今，大多数破障装置为火药，电动等动力通过装置产生强大的冲击力和破坏力，清除障碍。但是，在洞穴、废墟坍塌的现场，所有的坍塌物都是随机不稳定的堆积在一起，那么如果用强大的冲击力去破坏障碍，就对坍塌物下方被埋的人员极有可能造成二次伤害。 本装置是一个缓慢的堆积物中间撑开一个通行口，然后加以固定支撑，由此慢慢打开一个通道，以提供给救援人员，尽快救出被困人员。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 试验样机
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 模型
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 创新点：能快速在废墟中打开一条通路，仅破障爪在撑开过程中受力，外挡板组成壳体之后才受力。且该过程中外挡板从柔性变为刚性，能承受一定的外界压力。 应用：能在废墟中快速打开一条通路，以便快捷高效的实施搜救。可以配合不同的载体进行不同环境下的救援。 作品的后续发展：（1）可以在内部装载红外线、声纳脉冲等装置，便于搜救行动的展开。 （2）作品可以依靠不同的搭载设备应对不同的工作环境。搭载设配可以为爬行机器人、车底座、充气橡皮筏等。 （3）作品可以根据需求生产，产品可以为大型机械、也可为中小型机械。
同类课题研究水平概述
- 近阶段国内外的搜救装置发展方向多为搜救机器人，下面是一些简单的介绍： 近年来，特别是“9．11”事件以后，世界上许多国家开始从国家安全战略的角度研制出各种反恐防爆机器人、灾难救援机器人等危险作业机器人用于灾难的防护和救援。同时，由于救援机器人有着潜在的应用背景和市场，一些公司也介入了救援机器人的研究与开发。此外，国际RobCup机器人竞赛也增加了救援比赛的专项RobCup Rescue，为救援理论和技术提供仿真研究的试验平台。目前，灾难救援机器人技术正从理论和试验研究向实际应用发展。 在国内，中国科学院沈阳自动化研究所研究的蛇形机器人样机旨在用于非结构环境中探测和灾难救援作业。该蛇形机器人可以根据地面状况采用蜿蜒、伸缩、侧移和翻滚等多种运动步态，在监控系统的无线控制下，具有一定的三维运动能力，并可通过安装在蛇头上的微型摄像头将现场图像传回监控系统。该单位还研制了一种履带式灾难救援可变形模块机器人样机，具有直线、三角和并排等多种形态，通过多种形态和步态来适应环境和任务的需要。上海交通大学研制了一种仿蛇机器人样机，该机构由一系列刚性连杆连接而成的自由多刚体系统，由步进电机控制两刚性连杆之间的夹角，使连杆作平面运动，连杆两边装有滚动轴承作车轮，滚动轴承只改变纵向和横向摩擦系数之比。国防科技大学年研制的一种蛇形机器人能像蛇一样扭动身躯，在地上或草丛中蜿蜒运动，可前进、后退、拐弯和加速。头部是机器人的控制中心，安装有视频监视器。 我国是世界上灾难发生最为严重的少数国家之一，具有灾害种类多、发生频率高和分布地域广等特点。近年来，地震、矿难灾难事故在我国多次发生，给公众安全和国民经济带来极大的破坏作用，引起了相关领域专家和学者们的注意。而国内现在的搜救设备大致是：生命探测仪、配备重型搜救装备的搜救车、热红外生命探测仪等装置。即使配合了搜救机器人、救援人员仍旧无法快速获得足够的空间来实施营救计划。这套废墟救援装置可以现场组装，人工手动操作，适应恶劣的救援环境，能在一定程度上弥补这方面的不足。此装置经加装相应的辅助设备亦可用于矿难，雪灾，火灾等灾害的救援工作。
