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河南理工大學萬方科技學院
本科畢業(yè)設計（論文）開題報告
題目名稱
履帶式搜救機器人機械結構設計
學生姓名
張樹祺
專業(yè)班級
07機制2班
學號
0720150074
一、選題的目的和意義
在我國雖然煤炭資源豐富，但考慮到礦井自然條件差，加上技術和管理等諸多方面不到位，以及近年來國家對煤炭資源需求量的不斷增長，使得我國煤礦礦井災害事故頻繁發(fā)生，人員傷亡十分慘重，災害后的救援工作又是極為困難和危險,因此研發(fā)具有環(huán)境探測和搜救功能的煤礦救災機器人十分必要。在救援初期,主要使用災后救災機器人,其主要作用是代替礦山救護人員進入災區(qū),進行環(huán)境探測,并將采集的數據發(fā)送至救援指揮中心,這些環(huán)境信息主要包括瓦斯、CO、氧氣的濃度,環(huán)境溫度、濕度與粉塵情況,以及災區(qū)的通風狀況的參數,還應包括生命和圖像等信息,為救災決策提供重要參考
由于煤礦災害尤其是瓦斯煤塵爆炸事故發(fā)生后,礦井環(huán)境十分復雜,井下因災受傷人員面臨極其危險的狀況,需盡快地轉移與救護;而救援工作異常困難和危險,往往在救援工作中造成救護人員的傷亡。研發(fā)代替或部分代替救護人員及時、快速深入礦井災區(qū)進行環(huán)境探測和搜救工作的救災機器人具有極其重要的意義。
二、國內外研究綜述
從20年代80年代起，國內外就對小型履帶式機器人進行了研究。 目前，在救災機器人研究方面，美國走在了世界的前列，美國在微小型機器人研制方面投入了大量的人力和物力，特別是新型、高機動、高可靠性移動載體研究方面。如美國移動機器人(TMR)計劃中的便攜式機器人系統(tǒng)(MPRS)，Inuktun公司推出的UGTV機器人具有獨特履帶可變形功能，可以輔助攀爬和擴大機器人視野，曾在“911”事件的搜救任務中大顯身手；加拿大Sherbrook大學研制的AZIMUT機器人，該機器人采用輪、履、腿復合移動機構，具有四個履腿模塊，每個履腿模塊與本體相連接時有3個自由度，機器人運動功能多樣，越障能力強，上下臺階方便；但結構極為復雜，僅電機就有12個，運動控制困難，該機器入主要用于室內環(huán)境執(zhí)行反恐、排爆任務。國內,中國礦業(yè)大學可靠性工程與救災機器人研究所研制的CUMT - 1 型礦井搜救機器人,是我國第1 臺針對煤礦救援的機器人。該機器人裝備有低照度攝像機、氣體傳感器和溫度計等設備。能夠探測災害環(huán)境,實時傳回災區(qū)的瓦斯、一氧化碳、粉塵濃度和溫度,以及現(xiàn)場圖像等信息。煤礦救災機器人技術總體來說尚未成熟,仍處于技術研究階段,明確機器人在煤礦救災中的作用以及煤礦救災對機器人的要求,有利于機器人技術的完善。
三、畢業(yè)設計（論文）所用的主要技術與方法：
1．全面收集資料，包括所有與搜救機器人相關的論文、書籍等，并進行整理。
2．所用的方法是：類比設計、優(yōu)化設計，經驗設計以及數據計算法等方法。
3. 對救機器人的外形、動力、結構、工作原理等進行分析和研究。
4. 在繪圖過程中運用AutoCAD繪圖和Pro/E等電腦繪圖方法。
四、主要參考文獻與資料獲得情況
[1] Gordon McComb主編. 機器人設計與實現(xiàn). 北京：科學出版社 2008
[2] 濮良貴 主編. 機械設計[第八版].北京：高等教育出版社，2006
[3] 徐元呂 主編. 工業(yè)機器人.北京：中國輕工業(yè)出版社，2006
[4] 李科杰．危險作業(yè)機器人發(fā)展戰(zhàn)略研究[J]．機器人技術及應用2003(5)：14-22
[5] 李東曉. 機器人技術在煤礦自動化中的應用 .煤炭科學技術.2007
[6] 錢善華 王勇等. 機器人研究的現(xiàn)狀及煤礦搜救的應用. 機器人，2006(5).
[7] Roland Siegwart, et al. Innovative design for wheeled locomotion in rough terrain. Robotics and Autonomous Systems 40 (2002) 151–162.
[8] Thanhtam Ho, Sunghac Choi, Sangyoon Lee. Development of a Biomimetic Quadruped Robot.Journal of Bionic Engineering 4 (2007) 193?199.
五、畢業(yè)設計（論文）進度安排：
第5周-第6周（3月28日-4月10日）：進行畢業(yè)實習。收集、整理相關資料，完成畢業(yè)實習報告（30頁以上），翻譯與設計題目相關的英文資料。
第7周-第15周（4月11日-6月12日）：進行畢業(yè)設計。完成開題報告、中期檢查報告、畢業(yè)設計圖紙繪制折合0號圖紙3張，完成畢業(yè)設計說明書打印、裝訂，準備答辯。
第16周（6月13日-6月20日）：進行畢業(yè)答辯。修改、完善、整理、上交有關資料。
六、指導教師審批意見
指導教師： （簽名）
年 月 日