地铁车站应急处置履带式机器人的设计与实现.pdfVIP

!#$年%月 第卷第期 机床与液压 ()*+,-./0012+345)61,*7 (89!#$ :;= -;= !#! #?$@A=BCCD=## E ?FF#=!#$==G 收稿日期! !#%E#E 基金项目! 北京市科技计划项目I#?##%#?$# 作者简介! 胡燕祝#G%# 男 博士 教授 研究方向为视觉测量( 系统工程与智能控制和机器人 .EL8B! 9̀\MN !$?=DQP 地铁车站应急处置履带式机器人的设计与实现 胡燕祝! 李雷远! 张福琦 北京邮电大学自动化学院! 北京#FG$# 摘要! 设计一套适用于地铁车站的履带式半自动化机器人 进行现场环境感知和应急处置 该履带式机器人能根据地 铁车站的现场环境特点 自如地上下楼梯 及进行不明物质的采样和排爆$ 并远程监控现场环境状况 监测空气中是否存 在有毒有害( 易燃易爆气体$ 该履带式机器人给实施救援人员带来便利 避免二次损失 通过实验验证了该机器人的可 行性 关键词! 履带式机器人$ 应急处置$ 地铁车站 中图分类号! /U!#VV文献标志码! )VV文章编号! ##E?FF# !#$# E!%E$ !5%J.,.:#*(1*.),)%-.-/7*$J.39 !%5(-5,1M$,3L:8$-?-)G5: ?9 O;?6,9 O),)%-. +638D \̀M 1,1QB9M8D I+)-HKMcB 7O\;;;Y)MP;L8PB;D XQBABDZ6DB_QSCBP9;YU;CPC8D] /QQO;LLMDBO8PB;DC XQBABDZ#FG$ *\BD8# ?5)$,3)! )CQLBT8MP;L8PBOPS8OaQ]TS;̂;PCMBP8̂QY;SCM^R89R8C]QCBZDQ] P\8PR8CMCQ] Y;SCOQDQQD_BS;DLQDP8[QSOQ[PB;D 8D] QLQSZQDO9]BC[;C8)OO;S]BDZP;P\QO\8S8OPQSBCPBOC;YCM^R89CP8PB;D COQDQ P\QPS8OaQ]TS;̂;PO;M] OBL̂ YSQQ9P\QCP8BSCM[ 8D] ];RD 8D] C8L[QY;SMDaD;RD CM^CP8DOQC8D] Qd[;CB_Q;̂AQOP]BC[;C8.04#(;SQ;_QS P\QCOQDQQD_BS;DLQDP8O;D]BPB;D R8C;̂T P8BDQ] ^9SQL;PQL;DBP;SBDZ5(0-# 8D] P\QQdBCPQDOQ;Y[;BC;D;MC Y8LL8̂Q8D] Qd[;CB_QZ8CR8C8C;]QPQOPQ] BD P\Q8BS/\Q PS8OaQ]TS;̂;PO;M] BL[QLQDPO;D_QDBQDPSQCOMQ;Y[QSC;DCP;8_;B]QCQO;D]8S9;CCCQC/\QYQ8CB̂BBP9;YP\QS;̂;PBC_QSBYBQ] P\S;MZ\ Qd[QSBLQDPC @96-$:5! /S8OaQ]TS;̂;P$ .LQSZQDO9]BC[;C8$ 7M^R89CP8PB;D !前言 地铁车站属于典型的人员密集场所和有限空间 一旦发生突发事故 易造成严重人员伤亡与财产损 失 在地铁事故应急处置方面 仍处于以人为主的初 级阶段 远远达不到智能化水平 作者在此背景下展 开研究 设计出具有侦查( 感知和处置能力的履带式 机器人)#* 移动机器人一般分为轮式( 腿式( 履带式 和复合式)G*等 履带式机器人的履带结构可以使机器 人适应多种复杂的路面情况 因为履带式机器人在爬 坡( 越障和跨壕沟等方面具有优越性)!* 常被应用于 军事( 消防以及核工业等领域 典型的履带式机器人 可分为固定履带式机器人和摆臂履带式机器人 摆臂 履带式机器人根据摆臂的数量可分为四履带双摆臂机 器人和六履带四摆臂机器人)?* 文中所介绍的是四履 带双摆臂式机器人 旨在用于地铁站内突发事件的应 急处置 由于车站内环境复杂 有台阶( 不明物质 等 所以需要机器人具有较强的越障能力 并具有有 线( 无线遥控和图像采集等功能 #履带式机器人设计 履带式机器人主要由驱动系统( 电源( 控制系 统( 电气系统( 传感器感知系统( 执行机构( 远程操 作终端和通信系统等几部分构成 如图#所示 图#V系统组成框图 如图!所示履带式机器人简图 提手用于搬运机 器人$ 右视摄像头观测机器人右方的环境状况 其 相反方向有#个左视摄像头 前方前视摄像头观测前 段路况$ %指手驱动器用于驱动%指手各关节电机 与夹持器更换使用$ 环境传感器是路气体传感器$ %指手驱动器接口为进出线端口$ 环境传感网络接口 为传感器进出线接口$ 机械臂电气接口为执行机构驱 动器进出线接口$ 气体液体取样组件电气接口