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多功能智能机器人 摘 要：针对于灾区情况复杂多变，多种救援工具难以在短时间内聚集使用的缺陷，我们设计了多功能智能安防机器人。多 功能智能安防机器人利用各类传感器完全实现智能远程控制，可以实现堵漏救援、道路除障、自动消毒、火灾救援等多种功 能。文中对其结构、功能进行了细致说明，同时也对作品的设计和制作过程及在设计过程中遇到的一些问题进行了详细的叙 述，总结了设计体会与心得。 关键词：机器人；传感器；多功能；智能； 1 应用背景 近年来，随着智能机器人技术的不断发展，智能机器人的领域正在不断的扩大，世界上许多国家都在 研制各种不同的危险作业机器人，如：军用机器人、扫雷机器人、排爆机器人和消防机器人等。救灾机器 [1] 人是机器人的一个新兴发展领域，属于危险作业机器人的一个分支，具有危险作业机器人的特点 。 在世界各地，由于自然灾害、恐怖活动和各种突发事故等原因，灾难经常发生。在灾难救援中，救援 人员只有非常短的时间用于在倒塌的废墟中援救幸存者。在这种紧急而危险的环境下，救灾机器人可以为 救援人员提供帮助，将具有自主智能的救灾机器人用于危险和复杂的灾难环境下“有哪些信誉好的足球投注网站和营救”(SAR)幸存 [2] 者，是机器人学中的一个新兴而富有挑战性的研究课题 。 在我国，石油化工等基础工业有了飞速的发展和进步，生产过程中的易燃易爆和剧毒化学制品急剧增 长，由于设备以及管理等方面的原因，导致化学危险品和放射性物质泄漏以及燃烧，爆炸的事故隐患越来 越多。并且由于煤矿大多数为人工开采，不安全因素很多，灾害事故危害重，伤害多，中断生产时间长， 损毁井巷工程或生产设备。然而，煤矿事故中，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，救灾周期长，往往效 [3] 率低而伤亡人数多。随着科技的发展，机器人也将被应用到煤矿救灾领域 。 同时，随着工业化、城市化、市场化建设进程加快，高层建筑、地下空间、石油化工易燃易爆场所大 量涌现，火灾发生的机率和危险性、复杂性、扑救难度空间增大，特别是有些地方盲目地搞一些违规建设， 这个区域里火灾发生比较多，已成为现实生活中的严重问题。一旦事故发生，假如没有有效的方法、装备 及设施，救援人员将无法进入事故现场，而要冒然采取行动，往往只会造成生命的无辜牺牲,付出惨重代价， 采用机器人，可以替代消防队员接近火灾现场实施有效的灭火救援作业，开展各项火场侦察任务，尤其是 在危险性大或者消防队员不易接近的场合。机器人的应用将大大提高消防部门扑灭恶性火灾的能力，对减 [4] 少国家财产损失和灭火救援人员的伤亡具有重要的作用 。 为了更好地应对各种自然灾害和人为灾害中的抢险救灾工作，急需一款集多种场合下抢险救灾功能为 一体的多功能智能安防机器人。 2 国内外研究状况 2.1 国内安防机器人的发展状况 我国大约有30 家左右的高等院校和研究院所在从事各类机器人的研究工作，在40 多年来，已在机器 人的感觉识别，操作、移动技术，人机接口技术,智能化技术等方面取得了可喜的成就。部分科研成果,如 工业装配、焊接、喷涂，搬运、探伤、水下作业、过程测量机器人已进入实用阶段，某些控制、传动元器 件的产品技术已接近国际先进水平。 在863 计划资助下，中国科学院沈阳自动化研究所开展了多项危险作业和极限作业机器人研究，其中 救援机器人是重要的一个部分。如蛇形机器人，旨在用于非结构环境中探测和灾难救援作业。该蛇形机器 人可以根据地面状况采用蜿蜒、伸缩、侧移和翻滚等多种运动步态，在监控系统的无线控制下，具有一定 的三维运动能力，并可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。在蛇形机器人研究的基 础上，从模块化、可重构和自动变形的角度研制出了一种履带式灾难救援可变形模块机器人样机，该三模 块机器人具有9 种运动构形和3 种对称构形，具有直线、三角和并排等多种形态；而其研制的水面救援机 器人，可以在l km 范围内，对其进行无线控制。由沈阳自动化所和广州卫富公司承担的“危险作业机器人”