基本信息
- 项目名称：
- 综合型搜救机器人
- 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B类
- 简介：
- 本作品为电动履带式全地形综合搜救机器人。主要结构为：车体、控制系统、音视频传输系统、旋转机械臂等构成。采用第一视角实时无线传输控制。所有主要结构均采用模块化设计理念组合在一起，形成一个多用途的工作平台，可根据不同的理念和需求进行改装、升级，实现系统化和多功能化。
- 详细介绍：
- 3.1车体 车体采用类菱形框架结构设计，在保证强度性能的前提下，相对减轻了整体重量。且在主要承重部位加装了加强钢板。 车体的行动机构是本作品的一大亮点。整套行动机构的设计充分借鉴了类似坦克、装甲车等军用车辆的“悬挂系统”负重机构，采用弹簧组作为弹性媒介，在保证可靠运行的前提下，大大增强了车辆的越野性能和稳定性，减小了车辆在运行情况下的颤动。更主要的是，这套系统使车辆穿过小于自身高度的缝隙成为可能。配合履带的使用，使本作品拥有比类似产品更为出色的全地形适应能力。这一点在目前来看，在世界上也没有哪个国家应用此项技术，包括美军在战场上使用的作战机器人！ 3.2控制系统 本作品采用2.4G无线八通道控制器进行实时控制，空旷地带遥控距离可达1500米，拥有较好的远程控制能力和抗干扰性能。接收机连接舵机进行二级控制，既可以实现普通继电器无法实现的双线双向控制，又可实现较好的绝缘控制，简化了控制系统。（注：如果要达到同样的控制效果，需要数十个继电器和二极管，电路复杂，占用空间较大） 3.3音视频传输系统 本系统采用安防领域中使用的无线监控系统作为音视频实时同步无线传输的媒介。通过该系统采用高清的红外监控摄像头代替一般的小型无线摄像头，使整个系统的无线视频传输距离从后者的15米增加到1500米，扩大了100倍！红外夜视距离从5米增加到20米！且无论是视频质量还是抗干扰能力都得到大幅提高。 3.4旋转机械臂 旋转机械臂是本作品的重要机构，它可使本作品在相对较小的空间中无需使车体运动，就能观察周围的情况，具有更强的适应能力。这也是本作品优于其他类似产品的重要之处。 旋转机械臂主要由上臂、下臂和旋转架三大部分组成。 上臂和下臂均由装在旋转架上的两部减速电机驱动，且在下臂运动时，无需对上臂进行额外操作，经由链条联动就能始终自动保持水平，简化了操作。 在上臂顶端装有一部小型减速电机控制摄像头进行上下运动，作为主要的视频采集设备。 旋转架是整个机械臂系统的支撑部分，在其一侧装有一台减速电机用于整套系统的旋转运行。 四、工作原理 本作品操作简单，操作人员在进行无线遥控的同时，可通过电脑看到机器人拍摄的实时画面，就向本人坐在其中操作中一样（由于是无线传输，画面有时会产生1s以内的系统延时，属正常情况）。也可通过话筒进行语音传输。 下面通过两种情况进行举例说明： 一、 地震后的救援 灾后，救援人员抵达现场，发现一名幸存者被掩埋在废墟深处。 救援人员无法通过缝隙看到被困人员的实际处境，且此时被困者生命体征微弱，话音微小，无法描述自身情况。因此救援人员无法及时制定完善的救援方案。 此时派出本机器人，救援人员通过显示器和控制器操纵它轻松 地穿过缝隙进入废墟内部，经过崎岖的“道路”来到被困人员的身旁。因为采用无线控制，没有累赘的电缆，使本机器人的行动非常灵活。而1500米的大功率发射器保证了信号在短距离废墟中的传递强度。救援人员通过机械臂和红外夜视摄像头在黑暗的废墟中观察被困者的情况，通过语音系统询问被困者的状态并给予其鼓励。因为采用纯电动控制，不会在废墟这一狭小空间产生内燃机的巨大噪声和有害的尾气；红外夜视也减少了普通白光照明对被困者眼睛的刺激。 通过以上的实际观察，救援人员可迅速制定详细准确的救援方案，为挽救生命赢得宝贵的时间。 二、 有毒物质泄露 事故发生后，为了了解事故地点的准确实时信息，一般会排出专业人员进入现场勘察。虽有一定的防护措施，但仍然存在很大的危险性。 此时派出本机器人，快速穿梭于事故现场，不用冒任何的生命危险就可掌握现场的第一手资料。高效而安全。
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
- 1、越狭小的缝隙去近距离观察被困者的实际情况，方便救援人员制定最佳的救援计划： 2、通过双向语音系统和被困人员进行交流，给予其鼓励； 3、用无线控制技术和无线音视频传输技术扩大机器人的工作半径，增加使用效率。
科学性、先进性
- 本作品为电动履带式全地形综合搜救机器人。主要结构为：车体、控制系统、音视频传输系统、旋转机械臂等构成。所有主要结构均采用模块化设计理念组合在一起，形成一个多用途的工作平台，可根据不同的理念和需求进行改装、升级，实现系统化和多功能化。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实物制作完成
技术转让方式
- 无偿转让
作品可展示的形式
- 实物展示
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
- 本作品整体采用了模块化的设计理念，是制作出来的不是单一的一个产品，而是一个平台，因而具有更为广阔的应用前景。 车体采用弹簧悬挂系统使机器人的行进能力和地形适应能力显著增强。也是其具有了超缝隙通过能力。 机械臂的使用使机器人有更为灵活的运动空间和视野，增加了工作效率。 1500米的远距离音视频传输和控制使操作人员可在安全距离上进行操作，防止二次伤害的发生。
同类课题研究水平概述
- 目前国际上真正投入实际使用的类似产品只有美军的战场火力支援机器人和侦察机器人，在人道主义救援方面属于一片空白。在国内，只有极少量的简易昂贵的机器人在售。中科院沈阳自动化研究所已经制作出一小批中型的排爆机器人进入武警部队进行验证试用，但仍没有大批生产装备。在民用公司方面，有一家国内公司正在研制类似的排爆机器人，但也仍处于试验阶段。 相对于目前国内外的同类产品，本作品在高新技术应用上虽然存在明显差距，但应用的都是非常成熟的民用通信控制技术，显然研制和使用风险都大大降低。此外，在其他产品中，除了美军的战场机器人以外，都有功能单一，互换性能差，通用性低的弊端。而本作品虽为民用救援装备，却采用军用产品的模块化设计理念，大大增加了产品的使用效率和通用性，达到了一机多用的目的。独立的悬挂式行进机构大大增加了车体再约也是的行进能力，而且使其具有了超缝隙通过能力。
