1、“.....上述事故中的伤亡人员有相当部分是救护人员,如陕西黄陵矿业公司号煤矿发生特大瓦斯爆炸事故,名救护队员在井下不慎滑倒,将呼吸机鼻夹摔脱落,导致氧化碳中毒死亡年渑池县赵沟八矿井下突然起火,三门峡市矿山救护队接报后立即赶到现场救灾,在救火过程中,突发瓦斯爆炸,名救护队员殉职年六枝工矿集团公司救护大队的救护队员在井下实施封闭火区措施时,火区发生瓦斯爆炸,造成名救护队员死亡。由此可见研发代替或部分代替救护人员的救灾机器人及时快速深入矿井灾区进行环境探测和搜救工作具有极其重要的意义。在救援初期,其主要作用是代替矿山救护人员进入灾区,进行环境探测,并将采集的数据发送至救援指挥中心,这些环境信息主要包括瓦斯氧气的浓度环境温度湿度与粉尘情况以及灾区的通风状况的参数,还应包括生命和图像等信息,为救灾决策提供重要参考。绪论课题研究背景及意义课题研究背景我国是世界上灾害事故发生次数最多的国家之,地震火灾塌方以及各类人为事故......”。
2、“.....灾害发生后,如何及时有效的发现被困幸存者并实施快速的救援是灾后应急救援的头等大事。然而复杂危险的灾后环境常常会给救援工作带来困难。危险物质大火易燃易爆气体不稳定的结构等等危险因素的存在,时常威胁到救援队员的生命安全,阻碍救援工作的快速展开。如何能够在最少人员伤亡前提下快速高效地开展搜索救援工作直是我们重点研究的问题。本文提出的便携式矿用救灾机器人是种质量轻,易于单个救援人员背负,具有多种运动姿态和抗摔能力,采用履带方式行进的微小型机器人系统。能够适应矿井恶劣的灾后环境,对非结构的地形环境具有良好的自适应能力,具备较好的越障能力和定高度的抗摔能力。机器人可通过无线电信号进行远程控制,并能够加载各种侦测设备对未知环境进行先期探测并回传井巷环境信息,为及时有效的救灾提供决策参考。课题研究意义我国煤炭资源丰富,是世界上最大的煤炭生产国和消费国。在我国的能源工业中,煤炭占我国次能源生产和消费结构中的半以上,在未来相当长的时间内,煤炭仍然是我国的主要能源,由于我国矿井自然条件差......”。
3、“.....以及近年来国家对煤炭资源需求量的不断增长,使得我国煤矿矿井灾害事故频繁发生,人员伤亡十分惨重。据统计,年我国矿难死亡人,百万吨死亡率为年全国矿难死亡人,百万吨死亡率为年全国煤矿发生伤亡事故起,死亡人,百万吨死亡率约为,其中次死亡人的重大事故起,死亡人。年全国安全生产数据显示全国共发生次死亡人以上的特大事故起死亡人,其中煤矿企业特大事故共发生起,死亡人,死亡人数仍高居各类安全事故之首。年全国煤矿安全生产形势依然严峻,目前我国煤矿事故死亡人数远远超过世界其他产煤国家煤矿死亡人数的总和,约占世界矿难人数的,百万吨死亡率是美国的倍南非的倍。每年上百次的事故发生,成千人的矿工死亡,煤矿安全形势已经十分严峻。煤矿作为最复杂最危险的工作环境之,在发生安全事故之后,常常会因为井下复杂危险的环境而阻碍救援人员深入井下开展工作。但煤矿安全形式十分严峻,瓦斯爆炸等煤矿事故频发,造成了重大的人员伤亡,产生了不良的社会影响。煤矿灾害尤其是瓦斯煤尘爆炸事故发生后,因受高温烟雾有害气体和缺氧等影响......”。
4、“.....矿井环境十分复杂。救护人员无法知道能否进入或无法直接进入灾害现场执行营救任务,上述事故中的伤亡人员有相当部分是救护人员,如陕西黄陵矿业公司号煤矿发生特大瓦斯爆炸事故,名救护队员在井下不慎滑倒,将呼吸机鼻夹摔脱落,导致氧化碳中毒死亡年渑池县赵沟八矿井下突然起火,三门峡市矿山救护队接报后立即赶到现场搜救,在救火过程中,突发瓦斯爆炸,名救护队员殉职年六枝工矿集团公司救护大队的救护队员在井下实施封闭火区措施时,火区发生瓦斯爆炸,造成名救护队员死亡。井下因灾受伤人员面临极其危险的状况,需尽快地转移与救护而救援工作异常困难和危险,往往在救援工作中造成救护人员的伤亡。由此可见研发代替或部分代替救护人员的救灾机器人及时快速深入矿井灾区进行环境探测和搜救工作具有极其重要的意义。在救援初期,其主要作用是代替矿山救护人员进入灾区,进行环境探测,并将采集的数据发送至救援指挥中心,这些环境信息主要包括瓦斯氧气的浓度环境温度湿度与粉尘情况以及灾区的通风状况的参数......”。
5、“.....为救灾决策提供重要参考。国内外的研究概况国外研究现状目前,在救灾机器人研究方面,美国走在了世界的前列,美国在微小型机器人研制方面投入了大量的人力和物力,特别是新型高机动高可靠性移动载体研究方面。如美国移动机器人计划中的便携式机器人系统该类机器人主要用于城市战斗与搜救。如美国智能系统和机器人中心开发的矿井探索机器人用于灾难后的现场侦查工作,采用电传遥控方式,有主动红外摄像机无线射频信号收发器陀螺仪和危险气体传感器等装备。无线遥控距离约米。美国南佛罗里达大学研制的矿井搜索机器人,小巧灵活,携带数字低照度摄像机和基本气体监视组件,可以通过个钻出的小洞钻进矿井,越过碎石和烂泥,并使用其携带的传感器发现受害矿工,探测氧气甲烷气体含量,生成矿井地图。下图为美国及其它国家在研的各种履带式可变形机器人如图,所示,这是美国率啮合系数,因,故所以将其取为标准值额定功率大于设计功率,则带的传动能力已足够,所选参数合理......”。
6、“.....可以选择硬铝合金作为履带主,从动轮的材料,硬铝合金主要是加入铜,镁,锰元素,故硬铝合金具有密度小,质量低,强度高,硬度高,耐热性好的优点,能够满足设计性能要求。翼板部分设计履带翼板是整个履带驱动装置中的基础部分,主要起支撑作用,履带从动轮,张紧轮分别安装在翼板上,所设计的机器人移动部分采用的是轮履结合式,这种机构设计使机器人具有良好的越障和爬坡能力,履带驱动部分必须能够实现在履带主动轮转动的过程中翼板也能够绕从动轮的轴线转动,即在有不同角度障碍物的情况下能够顺利越碍。电机电池组支撑轮等零件都以前后翼板为固定支架,前后翼板的刚度直接影响着这些零部件工作状态,若前后翼板刚性较差,在受到外界冲击力的作用下易产生变形,那么将会直接导致电机安装位置产生错位,电机驱动齿轮与后同步带轮中的传动齿轮不能正常啮合甚至卡死,或者导致安装在后翼板上的承重轮不能正常支撑同步带,失去承载机器人负荷的作用。为了实现翼板能够绕轴线中心转动,需要使用电机提供扭矩,履带驱动装置需要的扭矩越大......”。
7、“.....从经济性的考虑,应尽量减轻整个履带驱动装置的重量,所以在材料选择方面,翼板的材料应满足质量轻,高强度,高硬度,易加工的优点,综合选择,镁合金能够满足般的性能要求,所以翼板的材料选择镁合金。本章小结通过本章的分析,选择梯形双面齿同步带作为设计履带,确定了带的型号和节距,主从动轮直径,以及节线长度和带宽,同时也采用了翼板作为支撑,节省了材料机器人摇臂的设计摇臂作用概述摇臂的作用是是机器人在越障时起辅助作用,使机器人受力情况改变,更加灵活的适应崎岖的环境。主要作用为以下两点支撑摇臂的前轮,使之能够自由滚动。度转动时,能够支撑起车体。为了使与摇臂相连的轮能够自由转动,设计成输出轴上套轴承,轴承支撑车轮的形式。为了使摇臂转动时能够支撑起车体,车体前方的输出轴是由摇臂电机经减速器输出的。输出轴通过花键与摇臂翼板固定连接。采用花键的原因是安装方便。摇臂主体实际上是块钢板,形状与摇臂两个轮的形状相致,尺寸略小于轮。前导轮安装在个短轴上,而短轴也是通过花键嵌到翼板上的......”。
8、“.....故当翼板安装到位后,用螺栓将翼板与花键轴连接起来。为了增加翼板的强度刚度,在翼板外侧连接个条形挡板。在翼板前端短轴末端用螺栓连接个挡板,用来卡住轴承。为了使之运动平稳,翼板相连的大轮直径应该与前车轮直径相同而为了减小整机的尺寸,故该轮的宽度要比前轮宽度窄些。这里定轮宽为,所以小轮的宽度也为。车前轮与摇臂大轮之间的间隙为,轮是靠轴承支撑的,轴承套在减速器输出轴上。这两个轮子的位置是通过轴承内外圈限定的,故选择的轴承需要承担较大的轴向力,所以选择圆锥滚子轴承。由输出轴直径为,查表得选择的轴承型号是。翼板上各零件尺寸如下翼板宽度为,花键长度为,条形挡板厚度为,最远螺栓中心长度为,通过个螺栓与翼板相连接。图摇臂传动减速器设计计算总传动比由电动机的额定转速和后轮输出轴轴转速可确定传动装置应有的总传动比为输出轴所需转速转速电动机额定合理分配各级传动比级齿轮减速比为初定级齿轮减速比为,二级涡轮减速比为......”。
9、“.....涡轮蜗杆尺寸如下齿顶圆直径齿轮宽度分度圆直径中心距小齿轮大齿轮涡轮蜗杆本章小结通过摇臂的设计可以增加机器人的越障跨沟的能力,同时也对减速器的结构性能进行了分析通过设计减速器主要结构尺寸已确定,最终可得出减速器的外形尺寸为长宽高总结与展望本论文提出的矿用搜救履带机器人是为了能胜任多种工作任务适应多种工作环境而研发的种小型智能移动运载机器人,论文分析了轮式履带式腿式履腿复合式等移动机构的优缺点,在此基础上提出了两履腿移动机构,该机构在复杂环境中为提高越野能力和机动能力,机器人采用履腿复合移动方式行进。本论文重点介绍了搜救机器人总体结构方案设计矿用搜救机器人运动参数设计翼板转动结构离合器方案设计驱动轮减速锥齿轮设计和脚轮支撑轮缓冲块的设计等五方面内容。搜救机器人总体结构方案设计......”。
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