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河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
題目名稱
履帶式搜救機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
張樹祺
專業(yè)班級(jí)
07機(jī)制2班
學(xué)號(hào)
0720150074
一、選題的目的和意義
在我國(guó)雖然煤炭資源豐富，但考慮到礦井自然條件差，加上技術(shù)和管理等諸多方面不到位，以及近年來(lái)國(guó)家對(duì)煤炭資源需求量的不斷增長(zhǎng)，使得我國(guó)煤礦礦井災(zāi)害事故頻繁發(fā)生，人員傷亡十分慘重，災(zāi)害后的救援工作又是極為困難和危險(xiǎn),因此研發(fā)具有環(huán)境探測(cè)和搜救功能的煤礦救災(zāi)機(jī)器人十分必要。在救援初期,主要使用災(zāi)后救災(zāi)機(jī)器人,其主要作用是代替礦山救護(hù)人員進(jìn)入災(zāi)區(qū),進(jìn)行環(huán)境探測(cè),并將采集的數(shù)據(jù)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(zāi)區(qū)的通風(fēng)狀況的參數(shù),還應(yīng)包括生命和圖像等信息,為救災(zāi)決策提供重要參考
由于煤礦災(zāi)害尤其是瓦斯煤塵爆炸事故發(fā)生后,礦井環(huán)境十分復(fù)雜,井下因?yàn)?zāi)受傷人員面臨極其危險(xiǎn)的狀況,需盡快地轉(zhuǎn)移與救護(hù);而救援工作異常困難和危險(xiǎn),往往在救援工作中造成救護(hù)人員的傷亡。研發(fā)代替或部分代替救護(hù)人員及時(shí)、快速深入礦井災(zāi)區(qū)進(jìn)行環(huán)境探測(cè)和搜救工作的救災(zāi)機(jī)器人具有極其重要的意義。
二、國(guó)內(nèi)外研究綜述
從20年代80年代起，國(guó)內(nèi)外就對(duì)小型履帶式機(jī)器人進(jìn)行了研究。 目前，在救災(zāi)機(jī)器人研究方面，美國(guó)走在了世界的前列，美國(guó)在微小型機(jī)器人研制方面投入了大量的人力和物力，特別是新型、高機(jī)動(dòng)、高可靠性移動(dòng)載體研究方面。如美國(guó)移動(dòng)機(jī)器人(TMR)計(jì)劃中的便攜式機(jī)器人系統(tǒng)(MPRS)，Inuktun公司推出的UGTV機(jī)器人具有獨(dú)特履帶可變形功能，可以輔助攀爬和擴(kuò)大機(jī)器人視野，曾在“911”事件的搜救任務(wù)中大顯身手；加拿大Sherbrook大學(xué)研制的AZIMUT機(jī)器人，該機(jī)器人采用輪、履、腿復(fù)合移動(dòng)機(jī)構(gòu)，具有四個(gè)履腿模塊，每個(gè)履腿模塊與本體相連接時(shí)有3個(gè)自由度，機(jī)器人運(yùn)動(dòng)功能多樣，越障能力強(qiáng)，上下臺(tái)階方便；但結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，僅電機(jī)就有12個(gè)，運(yùn)動(dòng)控制困難，該機(jī)器入主要用于室內(nèi)環(huán)境執(zhí)行反恐、排爆任務(wù)。國(guó)內(nèi),中國(guó)礦業(yè)大學(xué)可靠性工程與救災(zāi)機(jī)器人研究所研制的CUMT - 1 型礦井搜救機(jī)器人,是我國(guó)第1 臺(tái)針對(duì)煤礦救援的機(jī)器人。該機(jī)器人裝備有低照度攝像機(jī)、氣體傳感器和溫度計(jì)等設(shè)備。能夠探測(cè)災(zāi)害環(huán)境,實(shí)時(shí)傳回災(zāi)區(qū)的瓦斯、一氧化碳、粉塵濃度和溫度,以及現(xiàn)場(chǎng)圖像等信息。煤礦救災(zāi)機(jī)器人技術(shù)總體來(lái)說(shuō)尚未成熟,仍處于技術(shù)研究階段,明確機(jī)器人在煤礦救災(zāi)中的作用以及煤礦救災(zāi)對(duì)機(jī)器人的要求,有利于機(jī)器人技術(shù)的完善。
三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）所用的主要技術(shù)與方法：
1．全面收集資料，包括所有與搜救機(jī)器人相關(guān)的論文、書籍等，并進(jìn)行整理。
2．所用的方法是：類比設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)，經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)計(jì)算法等方法。
3. 對(duì)救機(jī)器人的外形、動(dòng)力、結(jié)構(gòu)、工作原理等進(jìn)行分析和研究。
4. 在繪圖過(guò)程中運(yùn)用AutoCAD繪圖和Pro/E等電腦繪圖方法。
四、主要參考文獻(xiàn)與資料獲得情況
[1] Gordon McComb主編. 機(jī)器人設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn). 北京：科學(xué)出版社 2008
[2] 濮良貴 主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)[第八版].北京：高等教育出版社，2006
[3] 徐元呂 主編. 工業(yè)機(jī)器人.北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2006
[4] 李科杰．危險(xiǎn)作業(yè)機(jī)器人發(fā)展戰(zhàn)略研究[J]．機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用2003(5)：14-22
[5] 李東曉. 機(jī)器人技術(shù)在煤礦自動(dòng)化中的應(yīng)用 .煤炭科學(xué)技術(shù).2007
[6] 錢善華 王勇等. 機(jī)器人研究的現(xiàn)狀及煤礦搜救的應(yīng)用. 機(jī)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(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排：
第5周-第6周（3月28日-4月10日）：進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)。收集、整理相關(guān)資料，完成畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告（30頁(yè)以上），翻譯與設(shè)計(jì)題目相關(guān)的英文資料。
第7周-第15周（4月11日-6月12日）：進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)。完成開題報(bào)告、中期檢查報(bào)告、畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙繪制折合0號(hào)圖紙3張，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書打印、裝訂，準(zhǔn)備答辯。
第16周（6月13日-6月20日）：進(jìn)行畢業(yè)答辯。修改、完善、整理、上交有關(guān)資料。
六、指導(dǎo)教師審批意見(jiàn)
指導(dǎo)教師： （簽名）
年 月 日