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作品名称：灾后复杂废墟环境探测搜救机器人
学校名称：三明学院
参赛队伍：震援先锋
队伍编号：213330
参赛学生：何思燕兰雨萌王景琦
指导老师：王春荣夏尔冬
投票日期：2025年10月10日 00:00->2025年12月15日 00:00
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详细说明

在地震、洪水等自然灾害频发的背景下，传统救援方式受限于复杂废墟环境的危险性与复杂性，存在效率低、救援人员安全风险高的问题。为解决这一痛点，本作品设计了一款具备综合搜救能力的小型废墟探测搜救机器人，旨在提升灾后废墟救援的效率与安全性，为被困人员生命保障及救援工作开展提供有力支撑。

从整体方案来看，该机器人以适应复杂废墟环境为核心设计目标，采用履带式行走机构并搭配双面行走设计 —— 履带具备防滑、承载力强、越野性能好的优势，能轻松应对碎石遍布的废墟地形，而双面行走结构可确保机器人意外倾覆后仍能正常移动，有效突破传统机器人的地形适应局限。同时，机器人创新性集成多核心功能模块，形成 “探测 - 清障 - 搜救 - 物资输送” 一体化能力：其一，搭载热成像摄像头与普通摄像头组合探测装置，即便在废墟昏暗环境中，也能精准捕捉被困人员位置及废墟内部结构信息，为救援决策提供数据支持；其二，配备四自由度切割机械臂（末端装配小型角磨机）与液压缸控制的可伸缩推杆，可分别实现细铁丝、细钢筋等小型障碍物的切割清除，以及挡路石块的推移，保障机器人行进通道畅通；其三，设计救援物资存放装置，通过电机卡扣锁定葡萄糖、生理盐水等紧急物资，遇到被困人员时可精准释放，为其维持生命体征提供关键支持。

在结构设计与技术验证上，机器人采用四块拼接式外壳，既便于内部零部件安装固定，又能大幅提升后期检查维修的便捷性；传动系统选用双差速器履带传动，结合梯形双面齿同步带（铝合金材质，兼具轻量化与高强度），进一步强化动力传递稳定性与地面附着力。此外，通过 SolidWorks 软件完成机器人三维模型建模与装配，并利用 SolidWorks Simulation 插件对切割机械臂大臂、小臂等关键受力部件进行有限元分析 —— 结果显示，各部件最大应力均小于材料屈服强度，最大位移量与最小安全系数均符合设计要求，充分验证了结构设计的合理性与可靠性。

该小型废墟探测搜救机器人外形尺寸为 540mm×290mm×180mm，质量 50kg，行走速度达 0.5m/s，最大爬坡能力 30°，切割推力 200N，可灵活进入废墟内部执行任务。其不仅能替代救援人员进入高危区域，降低人员伤亡风险，还能通过多功能协同提升搜救效率，为灾后救援工作提供重要技术支持，具备显著的实用价值与社会意义。