面向地震救援的被动变形灾害信息采集机器人系统研究

摘要

近年来地震灾害给国家造成了重大的经济损失和人员伤亡。地震发生后，及时获取灾害信息是提高“黄金72小时”救援效率、降低人员伤亡的重要保障。应用机器人技术可实现对震后搜救人员难以或无法进入的灾害现场进行信息搜集，第一时间为救援指挥中心提供决策信息。本文在国家“863”计划项目“面向突发事件的应急处理机器人研究开发与应用”的支持下，对被动变形地震灾害信息采集机器人系统进行了研究。
　　本文的创新性成果如下：
　　1.对地震灾害信息采集机器人的功能需求进行了分析，提出了一种被动变形履带驱动机构和弧形摆臂机构，并对被动自适应机理进行了研究。
　　2.基于模块化设计思想，设计了信息采集及救援模块，完成了移动平台设计和系统集成设计。
　　3.建立了机器人运动学模型，对机器人翻越凸台和沟槽进行了运动规划，分析了机器人翻越典型障碍物斜坡、凸台、沟槽的能力。
　　4.完成了机器人控制系统的软硬件设计，在此基础上，对机器人车体控制和远程监控进行了研究。
　　5.研制了一台被动变形地震灾害信息采集机器人，对机器人的运动性能和信息采集传输功能进行了测试，验证了被动变形地震灾害信息采集机器人的性能指标。

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第一章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 救援机器人国内外研究现状

1.3 救援机器人关键技术分析

1.4 本文主要内容

第二章 被动变形地震灾害信息采集机器人机构研究

2.1 地震灾害信息采集机器人功能需求分析

2.2被动变形地震灾害信息采集机器人驱动机构研究

2.3被动变形地震灾害信息采集机器人摆臂机构设计

2.4 被动变形地震灾害信息采集机器人模块化研究

2.5 本章小结

第三章 被动变形地震灾害信息采集机器人运动学研究

3.1被动变形地震灾害信息采集机器人整体运动学分析

3.2 被动变形地震灾害信息采集机器人摆臂运动分析

3.3 被动变形地震灾害信息采集机器人典型越障分析

3.4 本章小结

第四章 被动变形地震灾害信息采集机器人控制系统研究

4.1 机器人典型控制模式研究

4.2 被动变形地震灾害信息采集机器人控制系统总体方案设计

4.3 被动变形地震灾害信息采集机器人本体控制系统设计

4.4 被动变形地震灾害信息采集机器人远程监控系统设计

4.5 被动变形地震灾害信息采集机器人软件系统设计

4.6 本章小结

第五章 实验

5.1 被动变形地震灾害信息采集机器人运动性能测试

5.2 被动变形地震灾害信息采集机器人信息采集传输测试

5.3 本章小结

第六章 结论

参考文献

致谢