井下救援探测机器人发展现状浅述.docVIP

救援探测机器人发展现状 目前，矿井救灾方式只是根据事故的类型确定救灾的方案，一般救护人员无法进入危险区域，只能通过提升绞车移动式风车等设备清除垃圾，向井下通风，然后再搜救遇险矿工这种方式危险性大，伤亡人数多，救灾周期长，往往效率低 随着科技的发展，机器人将被应用到煤矿救灾领域。采用虚拟现实技术，遥控机器人进行工作，救灾机器人利用自身的优点，可实现大范围移动，能迅速找到井下遇险矿工的位置，能大大减少救生队员的伤亡和并有效加快搜救速度，对提高救灾效率具有重大意义。在当今社会，研究有自己特色的救灾机器人，无疑具有巨大的社会效益和经济效益。 就目前存在的井下机器人来看，救灾机器人在用途上可分为两类：环境探测机器人和营救机器人。环境探测机器人探测、采集、发送矿井灾害环境参数和信息，包括瓦斯、CO、O2、温度和其他灾害特征气体等，以及生命、图像等信息，为地面决策者提供相关信息，这类机器人体需要积较小，灵活。营救机器人是要将受伤矿工转移到安全的地方，需要很大的力量，体积需要较大。目前矿井营救机器人还没有开始研发，主要是研发矿井探测机器人。而所谓救援探测机器人，就是对灾害环境进行探测并对探测到的生命进行一定救援帮助的机器人。 在国外，救灾机器人发展迅速，技术日益成熟，并进入实用化阶段。 探测机器人方面，日本美国英国等已开始装备使用在灾难现场中，救灾机器人应能迅速找到幸存者的位置。日本大阪大学研制出蛇形机器人，能在高低不平的模拟废墟上前进，其顶端带有一部小型监视器 ，身体部位安装传感器，可以在地震后的废墟里寻找幸存者。美国 i Robot公司研制了Pack-Bot系列机器人，能适应崎岖不平的地形环境和爬楼梯，主要执行侦察任务寻找幸存者勘探化学品泄漏等任务 InuKtun公司研制了机器人MicroVGTV，机身可变位，采用电缆控制，含有直视的彩色摄像头，并带有微型话筒和扬声器，可用于与压在废墟中的幸存者通话，适用于在小的孔洞和空间中执行任务除了前面的中小型救灾机器人，微型救灾机器人也正在研究中，美国加州大学伯克利分校研制出世界第一个苍蝇机器人，通过装在它脑袋上的微型传感器与微型摄像机，可以到倒塌的建筑物废墟底下或其他灾难场所寻找幸存者。 2001年“911事件”后，美国主要机器人生产公司和研究机构都组织参加了纽约世贸大厦现场搜救工作。包括南佛罗里达大学机器人辅助搜寻与救援研究中心、MIT的i Robot 公司、美国海军的SPAWAR研究中心以及具有50多年历史的Foster-Miller 公司等。据时代周刊报道，在最初的十天里，搜救机器人在救援人员与警犬无法到达的狭小，危险空间里搜到10余具遇难者遗体，与现场搜救工作人员搜到的数量基本相同，但所花时间却不到现场搜救人员所用时间的一半。 救护机器人方面，日本已研究了一台救护机器人并于1994 年第一次投入使用，它采用橡胶履带，带有电视摄像机易燃气体检测仪超声波探测器等信息收集装置，还有两只最大抓力为 90KG重的机械手，可将幸存者举起并送到救护平台上。此外，为了提高救灾效率，机器人还可以清理现场的障碍物，美国陆军工兵学校和无人地面车辆联合计划办公室联合研制了遥控清理机器人Panther。 在国内，救灾机器人的研究刚刚起步，但进展很快。国内的矿用机器人发展主要是在探测机器人方面。中科院沈阳自动化所在 2002年研制了一种蛇形机器人，由16 个单自由度关节模块和蛇头蛇尾组成，在监控系统的无线控制下可实现蜿蜒前进后退侧移翻滚等多种动作，并能通过安装在蛇头上的微型摄像头将现场图像传回监控系统。2003年3月在东南大学召开了危险恶劣环境作业机器人技术研讨会，会议围绕 危险作业机器人的今后重点发展方向如何组织全国力量培育重点课题和加快发展我国的危险作业机器人技术展开了热烈的讨论，并取得了共识 。2006年6月，中国矿业大学的机器人研究所成功研制了 “CUMT-1”矿井救灾机器人，并对救灾机器人的机构设计做了一些有益的尝试，这是我国第一台用于煤矿救援的矿井搜救机器人。该机器能够探测灾害环境，实时传回灾区的瓦斯、CO、粉尘浓度和温度以及高分辨率的现场图像等信息；具有双向语音对讲功能，能够使受伤人员与受害者进行快速联络，指挥受伤人员选择最佳逃生路径；具有无线网络通讯功能；同时还携带有食品、水、药物、救护工具等救助物资，使受害者能够开展积极自救。 下面是目前使用的几类矿井以及灾害救援机器人： 综合机器人研究与发展现状，救援探测机器人的研究与发展过程中存在的主要问题包括以下几个方面： 矿井下活动的首要条件是安全。所以矿用设备必须满足的条件就是符合本安防爆的标准，设计保证小功率工