基于柔性臂的小口径深井救援机器人研制

发布时间：2025-05-12 19:25

　　目前,在我国各项建设不断发展趋于完善的进程中,无论是在偏僻的农村,还是一些工业场所,仍然存在一些小口径深井的危险因素,因为年久失修、没有经费和精力运营维护,往往造成这些深井没有及时回填或者封闭,对于安全意识较差的儿童、青年来说是很大的隐患,近年来也发生了许多坠井落难被困的意外事件。这些井口的直径通常很小,多数深井井的直径范围为0.2m～1m,因为各类深井的环境不一复杂多变,没有专门的机电一体化救援设备,除此之外,小口径深井救援作业还存在通风、照明和通话等问题,由于空气循环较差,通常深井下方的空气较为稀薄,而且还可能积聚一氧化碳、硫化氢、二氧化硫等毒害气体,对救援人员和落井被困人员而言都是一大挑战。根据小口径深井救援的应用实际需求,通过遥操作、柔性臂和柔性包裹等先进技术,需要研制一种多功能适应性强的小口径深井救援机器人,同时配备摄像、语音、照明灯功能,实现能对井下状况的探查和救援。本课题所研究小口径深井救援机器人是一种典型的机电一体化设备,作为实用的救援机器人主要分为机器人整体结构设计、机器人机械手抓柔性臂的设计及理论分析建模仿真、机器人操作及控制系统设计、机器人整体救援实验验证与模拟。为...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源及研究目的和意义
    1.2 国内外研究现状与分析
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
        1.2.3 国内外文献解析
    1.3 本课题主要研究内容
第2章 小口径深井救援机器人结构设计
    2.1 引言
    2.2 整体方案设计
    2.3 控制平台结构设计
    2.4 机械手结构设计
    2.5 充气救援装置结构设计
    2.6 本章小结
第3章 小口径深井救援机器人柔性臂设计
    3.1 引言
    3.2 柔性臂结构设计
    3.3 柔性臂理论分析
    3.4 柔性臂运动学仿真
    3.5 本章小结
第4章 小口径深井救援机器人控制系统设计
    4.1 引言
    4.2 控制系统设计与实现
        4.2.1 控制电路设计
        4.2.2 动力装置设计
    4.3 主从式控制策略
        4.3.1 主从式控制策略研究
        4.3.2 工作空间映射
        4.3.3 位置控制方式
    4.4 控制平台搭建
        4.4.1 上位机设计
        4.4.2 遥操作平台设计
        4.4.3 遥控手柄设计
    4.5 本章小结
第5章 小口径深井救援机器人实验验证
    5.1 引言
    5.2 柔性臂验证
    5.3 充气救援装置验证
    5.4 救援过程试验验证
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：4045121