【正文】 驅(qū)動器，從而實現(xiàn)對電機的運動控制和獲取機器人的其它信息?？梢酝ㄟ^編程實現(xiàn)多種顯示，顯示信息比數(shù)碼管更多，顯示效果更好 [11]。通過編程完全可以控制實現(xiàn)題目的基本要求和發(fā)揮部分，也可增加各 種創(chuàng)新功能。在搜救過 程和平安到達安置區(qū)時經(jīng)采用不同頻率和音色的聲音給出表示。單片機內(nèi)部自動將測得數(shù)據(jù)保存并與上一次測距結(jié)果比較，保留最大值，當連續(xù)五次未測 得大于前一次的數(shù)據(jù)時停止檢測并記錄最大值 ， 是時單片機控制顯示模塊將測得的最大值在液晶屏上顯示出來。 BJFTFTM200 測距模塊能比較迅速、方便地測出模塊之間的距離，單片機采用跳變沿觸發(fā)，觸發(fā)后即開始計時 [8]。 避障電路 避障部分采用光電開關(guān)，將其安放在機器人需要測量的各個方向。在光電三極管基極接一上拉電阻，則可根據(jù)基極電壓的測量判斷反射光的強弱，強光說明探測器下方是白色，弱光說明下方 光較弱，大部分光被黑線吸收。 圖 16 控制系統(tǒng)簡圖 硬件設(shè)計 電源電路 智能救援機器人全部能量來源于位于機器人底部的電池，經(jīng)過傳統(tǒng)的 78L05 穩(wěn)壓電路給其單片機及外圍 傳感器供電，其電路如上圖所示。下圖為云臺結(jié)構(gòu)示意圖，傳動系統(tǒng)主要由云臺底座、回轉(zhuǎn)臺、支撐架組成。 機器人履帶變形裝置傳動系統(tǒng)的特點 ： (l)采用模塊化設(shè)計的原則，將整個履帶變形裝置的傳動系統(tǒng)與機器人機架相分離，而且 履帶張緊調(diào)節(jié)裝置也進行了模 塊化設(shè)計，使履帶變形裝置的裝配和拆卸變得簡單。 圖 13 主傳動系統(tǒng)圖 采用的聯(lián)軸器是一種剪切銷安全聯(lián)軸器，當驅(qū)動電機的工作轉(zhuǎn)矩超過機器人轉(zhuǎn)軸所允許的極限轉(zhuǎn)矩時，聯(lián)軸器將發(fā)生折斷，從而使聯(lián)軸器自動停止工作，以保護機器人的重要零件 (如主驅(qū)動輪、傳動軸、曲柄等 )不致?lián)p壞。如圖 13所示，整個傳動鏈包括了機架、電機、減速器、編碼器、軸承、后輪轉(zhuǎn)軸、主驅(qū)動輪等主要零部件，這些零部件的連接方式如下 : (l)編碼器、電機、減速器安裝完成后通過減速器固定在機架上，減速器與機架聯(lián)結(jié)處安裝有墊片，在裝配時可通過調(diào)節(jié)墊片的厚度來調(diào)整減速器輸 出軸與后輪轉(zhuǎn)軸的同心度。 機器人的傳動系統(tǒng)設(shè)計 機器人傳動系統(tǒng)設(shè)計包括了主驅(qū)動輪傳動系統(tǒng)設(shè)計、履帶變形裝置傳動系統(tǒng)設(shè)計、云臺結(jié)構(gòu)設(shè)計等內(nèi)容 。 機器人在野外未知環(huán)境下執(zhí)勤，可能在翻越障礙、上下臺階、突遇溝壑的情況下發(fā)生 車體傾覆，車體傾覆后的機器人極有可能失去運動能力不能完成作業(yè)任務(wù)，此時機器人需 要具有車身自動復位功能。 圖 d： AB 側(cè)的履帶壓在障礙物邊沿后，主動曲柄 AB 延續(xù)順時針旋轉(zhuǎn)，迫使機架 AD 繞后軸旋轉(zhuǎn) ，直至四根連桿再次處于同一直線。一般突起型障礙 是一種較為常見的路障，機器人翻越此類障礙物的原理如下圖 9 所示，過程分析 如下： 圖 9 翻越障礙示意圖 圖 a：在正常的平坦地形下，組成履帶變形機構(gòu)的四根連桿處于水平位置，機器人保持八輪著地狀態(tài)，直至前方出現(xiàn)障礙物。 (3)雙翼展開態(tài) 雙翼展開態(tài)也是機器人的一種行進姿態(tài) (如圖 (c)所示 )，能增加機器 人 x方向的長度尺寸使機器人在跨溝時更具有優(yōu)勢 。 機器人運動分析 機器人在主動適應(yīng)環(huán)境時具備多種運動功能和形體變化功能，根據(jù)機器人運動特點和 形體變化特點總結(jié)出以下 4種典型運動姿態(tài) (如圖 8所示 )?？梢悦黠@看出 :如 果再此機構(gòu)上搭建工作平臺，其最大特點就是工作平臺運動平穩(wěn)可靠，而且運動范圍很廣，這就決定了機器人的越障性能。平行四邊形的工作原理如下圖 6 所示，在此機構(gòu)中機架平行四邊形的工作原理如下圖所示?？紤]到機構(gòu)復雜程度和設(shè)計成本等因素， 本文 設(shè)計了一種新型的基于四桿機構(gòu)的履帶式移動結(jié)構(gòu)（圖 5） 。在目前的救援工作中，往往釋放許多的機器人，以擴大搜索范圍，提高工作效率，并且多個機器人協(xié)同合作，可以提高信息的可靠性和準確性。 國內(nèi)外的發(fā)展趨勢和研究現(xiàn)狀 1995 年日本神戶 大阪地震及其后發(fā)生在美國俄克拉荷馬州的阿爾弗德聯(lián)邦大樓爆炸案，揭開了救援機器人技術(shù)研究的序幕。 (2)機器人的探測技術(shù)發(fā)展迅速，能迅速找到井下遇險礦工的位置。 這種方式危險性大，傷亡人數(shù)多，救災(zāi)周期長，往往效率低。 針對我國煤炭事故的不斷增多，且救援水平較低的現(xiàn)狀，研究適用于井下瓦斯、煤塵爆炸等重大事故后，能夠代替人及時進入事故現(xiàn)場，監(jiān)測井下環(huán)境狀況、準確的判斷井下作業(yè)人員的受困位置以及獲取環(huán)境信息的煤礦救援機器人系統(tǒng)，實現(xiàn)煤炭礦災(zāi)后科學救援，最大限度的減少人員傷亡和財產(chǎn)損失，從而提高我國煤礦安全事故的救援水平具有非常重要的意義。本論文的研究目的是設(shè)計機構(gòu)新穎、具有獨創(chuàng)性、可攜帶 抗沖擊 的 智能移動機器人。輪腿式機器人融合腿式機構(gòu)的地形適應(yīng)能力和輪式機構(gòu)的高速高效性能，其缺點是結(jié)構(gòu)相對復雜 。 現(xiàn)有的救災(zāi)機器人移動機構(gòu)主要有 :無肢運動 (以蛇形機器人為主 ) 、輪式、腿式、和履帶式等。 （ 4） 結(jié)構(gòu)較復雜重量大，運動慣性大，減震功能差，零件易損壞。 ] 移動載體的任務(wù)是執(zhí)行機器人的移動功能，采用關(guān)節(jié)型履帶移動車可以更好的實現(xiàn)在危險環(huán)境下的救援工作。 而國內(nèi)現(xiàn)在針對救援機器人的研究相對分散，主要集中在警用、民用的便攜式履帶機器人。 隨著科技的發(fā)展，機器人將被應(yīng)用到煤礦救災(zāi)領(lǐng)域。 隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展煤炭的消耗越來越大，而我國的煤炭事業(yè)大多數(shù) 為礦工開采，所以存在的不安全因素很多，瓦斯煤塵和火災(zāi)等災(zāi)害事故頻繁發(fā)生，災(zāi)害事故嚴重傷害礦工和造成重大經(jīng)濟損失。因此，將具有自主智能的救援機器人用于危險而復雜的環(huán)境中搜索和營救幸存者是非常實用的。 這種方式危險性大，傷亡人數(shù)多，救災(zāi)周期長，往往效率低。 當今 美國 研究的智能 機器人，能適應(yīng)崎嶇不平的地形環(huán)境 、 爬樓梯， 它 主要執(zhí)行偵察、尋找幸存者、勘探化學品泄漏等任務(wù)。 2 三、課題設(shè)計方案 [主要說明：研究（設(shè)計）的基本內(nèi)容、觀點及擬采取的研究途徑和方法。 （ 3） 履帶支撐面上有履齒不打滑，牽引附著性能好。能夠適應(yīng)各種各樣的地理環(huán)境，有 一 定的爬坡和越障能力。腿式