当地震发生时,进入灾区去救援伤员变得十分重要,目前采用的方法分别是人工救援和机器人救援,但人工救援存在着在极端气候条件下的应急准备不足、指挥体系磨合不够、技术水平有待提高、安全风险等缺点。为了应对目前灾后救援机器人无法进入一些狭窄地区进行救援的这一缺点,我们设计了小型机械的方案,这样的机器更方便进场救援。救援也更加安全,救援效率更高。
该项目分为七个组成部分,包括障碍清除、车体支撑、供电方式、智能化探测、通讯恢复、行进方式、物资运输。
1.障碍清除:障碍清除由四个装置相互搭配组成。分别是集成摄像设备、激光雷达装置、智能化控制模块、铲斗、以及机械臂装置机器人前部的集成摄像设备以及激光雷达装置对路面上的障碍物进行识别判断,将信息传输给智能化控制模块进行分析来控制机械臂进行路障的破除或控制铲斗进行路面障碍物的清理。铲斗结构由电机带动齿轮使铲斗可以上下调节高度,可以有效的清理路面的中小型障碍物到道路两侧,而机械臂的双头设计可以破除清理多种障碍物,其双头结构由机械钻头和机械爪构成,由电机带动。可由机器人自行通过智能模块工作或人工远程操控。底座固定于车体上;支撑杆固定于底座上,其整体可以底座为轴进行旋转,同时位于其中部和上部的关节可配合机械钻头与机械爪进行旋转切换,在工作臂不工作时可降低机械臂的高度,方便机器人的行驶;机械钻头可更换不同型号的破拆零件,可以配合红外摄像装置,适用于不同环境。在进行救援工作时,机械钻头可进行破碎处理,然后由机械爪抓取,铲斗结构推移配合清理。
2.车体支撑:车体下方安装的四个液压支撑泵,通过智能控制模块控制来保持车体的整体平衡,从而保证机器人进行定点工作的需求。
3.供电方式:在机器人上安装发电机,再给其外部电源接口接电后可为灾后现场进行及时供电,保障灾后清理工作所需电量的充足供应。
4.智能探测:在机器人后方的无人机仓收纳着具有探测与监测功能热的无人机,无人机仓使用的是抽拉式开关柜门,电机带动齿轮与无人机仓体齿条啮合,实现了自动或遥控开合。无人机采用折叠式设计,易收纳的同时,其还具有充分的灵活性,更易于适应灾后复杂的地势环境,且无人机与机器人主体由物联网实现局部网络连接,可实现数据快速交换。
5.通讯恢复:携带在机器人后备箱中的便携式基站可在灾后提供无线覆盖,实现有线通信网络与无线终端间的信号传输。便于灾区内外的通讯交流。
6.行进方式:采用履带一体化式设计更能适应灾后恶劣的地形环境,行走变得的更加灵活、敏捷,使机器人更能尽快地进入灾区进行搜救,从而拯救灾区人民的生命安全。
7.物资运输:物资箱用于急需物资的携带运输和各种物资的储备,有效提高灾后清理的效率。采用液压杆控制上下开合,方便不同体型的人群拿取到物资。
工作流程:机器人前部的集成摄像设备以及激光雷达装置对路面上的障碍物进行识别判断,将信息传输给智能化控制模块进行分析来控制机械臂进行路障的破除或控制铲斗进行路面障碍物的清理。铲斗结构由电机带动齿轮使铲斗可以上下调节高度,可以有效的清理路面的中小型障碍物到道路两侧,而机械臂的双头设计可以破除清理多种障碍物,其双头结构由机械钻头和机械爪构成,由电机带动。可由机器人自行通过智能模块工作或人工远程操控。底座固定于车体上;支撑杆固定于底座上,其整体可以底座为轴进行旋转,同时位于其中部和上部的关节可配合机械钻头与机械爪进行旋转切换,在工作臂不工作时可降低机械臂的高度,方便机器人的行驶;机械钻头可更换不同型号的破拆零件,可以配合红外摄像装置,适用于不同环境。在进行救援工作时,机械钻头可进行破碎处理,然后由机械爪抓取,铲斗结构推移配合清理。
创新要素:
1.采用履带式结构,能够更好地应对障碍和倾斜地面,降低翻倒的风险;
2.在机器人后方加入无人机,支持自主勘测、预警等功能,也可由人工控制,提高了搜救效率;
3.在机械臂上安装钻头和机械爪,可以对大型障碍物进行破拆;
4.在机器人前方安装铲斗可以帮助机器人清除障碍物;
5. 液压支撑泵可以为救援机器人提供稳定的支撑,可以确保机器人在执行搜索和救援任务时保持平衡;
6.在救援机器人内部安装便携基站和发电机,使救援机器人能够在复杂和多变的环境中提供独立的通信和能源支持。