【正文】 驅(qū)動(dòng)器，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制和獲取機(jī)器人的其它信息。可以通過(guò)編程實(shí)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(guò)編程完全可以控制實(shí)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(guò) 程和平安到達(dá)安置區(qū)時(shí)經(jīng)采用不同頻率和音色的聲音給出表示。單片機(jī)內(nèi)部自動(dòng)將測(cè)得數(shù)據(jù)保存并與上一次測(cè)距結(jié)果比較，保留最大值，當(dāng)連續(xù)五次未測(cè) 得大于前一次的數(shù)據(jù)時(shí)停止檢測(cè)并記錄最大值 ， 是時(shí)單片機(jī)控制顯示模塊將測(cè)得的最大值在液晶屏上顯示出來(lái)。 BJFTFTM200 測(cè)距模塊能比較迅速、方便地測(cè)出模塊之間的距離，單片機(jī)采用跳變沿觸發(fā)，觸發(fā)后即開(kāi)始計(jì)時(shí) [8]。 避障電路 避障部分采用光電開(kāi)關(guān)，將其安放在機(jī)器人需要測(cè)量的各個(gè)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(cè)量判斷反射光的強(qiáng)弱，強(qiáng)光說(shuō)明探測(cè)器下方是白色，弱光說(shuō)明下方 光較弱，大部分光被黑線吸收。 圖 16 控制系統(tǒng)簡(jiǎn)圖 硬件設(shè)計(jì) 電源電路 智能救援機(jī)器人全部能量來(lái)源于位于機(jī)器人底部的電池，經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)的 78L05 穩(wěn)壓電路給其單片機(jī)及外圍 傳感器供電，其電路如上圖所示。下圖為云臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖，傳動(dòng)系統(tǒng)主要由云臺(tái)底座、回轉(zhuǎn)臺(tái)、支撐架組成。 機(jī)器人履帶變形裝置傳動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn) ： (l)采用模塊化設(shè)計(jì)的原則，將整個(gè)履帶變形裝置的傳動(dòng)系統(tǒng)與機(jī)器人機(jī)架相分離，而且 履帶張緊調(diào)節(jié)裝置也進(jìn)行了模 塊化設(shè)計(jì)，使履帶變形裝置的裝配和拆卸變得簡(jiǎn)單。 圖 13 主傳動(dòng)系統(tǒng)圖 采用的聯(lián)軸器是一種剪切銷安全聯(lián)軸器，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的工作轉(zhuǎn)矩超過(guò)機(jī)器人轉(zhuǎn)軸所允許的極限轉(zhuǎn)矩時(shí)，聯(lián)軸器將發(fā)生折斷，從而使聯(lián)軸器自動(dòng)停止工作，以保護(hù)機(jī)器人的重要零件 (如主驅(qū)動(dòng)輪、傳動(dòng)軸、曲柄等 )不致?lián)p壞。如圖 13所示，整個(gè)傳動(dòng)鏈包括了機(jī)架、電機(jī)、減速器、編碼器、軸承、后輪轉(zhuǎn)軸、主驅(qū)動(dòng)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(jī)、減速器安裝完成后通過(guò)減速器固定在機(jī)架上，減速器與機(jī)架聯(lián)結(jié)處安裝有墊片，在裝配時(shí)可通過(guò)調(diào)節(jié)墊片的厚度來(lái)調(diào)整減速器輸 出軸與后輪轉(zhuǎn)軸的同心度。 機(jī)器人的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 機(jī)器人傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括了主驅(qū)動(dòng)輪傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、履帶變形裝置傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、云臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等內(nèi)容 。 機(jī)器人在野外未知環(huán)境下執(zhí)勤，可能在翻越障礙、上下臺(tái)階、突遇溝壑的情況下發(fā)生 車體傾覆，車體傾覆后的機(jī)器人極有可能失去運(yùn)動(dòng)能力不能完成作業(yè)任務(wù)，此時(shí)機(jī)器人需 要具有車身自動(dòng)復(fù)位功能。 圖 d： AB 側(cè)的履帶壓在障礙物邊沿后，主動(dòng)曲柄 AB 延續(xù)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，迫使機(jī)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(jiàn)的路障，機(jī)器人翻越此類障礙物的原理如下圖 9 所示，過(guò)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(jī)構(gòu)的四根連桿處于水平位置，機(jī)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(kāi)態(tài) 雙翼展開(kāi)態(tài)也是機(jī)器人的一種行進(jìn)姿態(tài) (如圖 (c)所示 )，能增加機(jī)器 人 x方向的長(zhǎng)度尺寸使機(jī)器人在跨溝時(shí)更具有優(yōu)勢(shì) 。 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)分析 機(jī)器人在主動(dòng)適應(yīng)環(huán)境時(shí)具備多種運(yùn)動(dòng)功能和形體變化功能，根據(jù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和 形體變化特點(diǎn)總結(jié)出以下 4種典型運(yùn)動(dòng)姿態(tài) (如圖 8所示 )?？梢悦黠@看出 :如 果再此機(jī)構(gòu)上搭建工作平臺(tái)，其最大特點(diǎn)就是工作平臺(tái)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)可靠，而且運(yùn)動(dòng)范圍很廣，這就決定了機(jī)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(jī)構(gòu)中機(jī)架平行四邊形的工作原理如下圖所示。考慮到機(jī)構(gòu)復(fù)雜程度和設(shè)計(jì)成本等因素， 本文 設(shè)計(jì)了一種新型的基于四桿機(jī)構(gòu)的履帶式移動(dòng)結(jié)構(gòu)（圖 5） 。在目前的救援工作中，往往釋放許多的機(jī)器人，以擴(kuò)大搜索范圍，提高工作效率，并且多個(gè)機(jī)器人協(xié)同合作，可以提高信息的可靠性和準(zhǔn)確性。 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展趨勢(shì)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(guó)俄克拉荷馬州的阿爾弗德聯(lián)邦大樓爆炸案，揭開(kāi)了救援機(jī)器人技術(shù)研究的序幕。 (2)機(jī)器人的探測(cè)技術(shù)發(fā)展迅速，能迅速找到井下遇險(xiǎn)礦工的位置。 這種方式危險(xiǎn)性大，傷亡人數(shù)多，救災(zāi)周期長(zhǎng)，往往效率低。 針對(duì)我國(guó)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(shí)進(jìn)入事故現(xiàn)場(chǎng)，監(jiān)測(cè)井下環(huán)境狀況、準(zhǔn)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(jī)器人系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)煤炭礦災(zāi)后科學(xué)救援，最大限度的減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，從而提高我國(guó)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(jì)機(jī)構(gòu)新穎、具有獨(dú)創(chuàng)性、可攜帶 抗沖擊 的 智能移動(dòng)機(jī)器人。輪腿式機(jī)器人融合腿式機(jī)構(gòu)的地形適應(yīng)能力和輪式機(jī)構(gòu)的高速高效性能，其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜 。 現(xiàn)有的救災(zāi)機(jī)器人移動(dòng)機(jī)構(gòu)主要有 :無(wú)肢運(yùn)動(dòng) (以蛇形機(jī)器人為主 ) 、輪式、腿式、和履帶式等。 （ 4） 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜重量大，運(yùn)動(dòng)慣性大，減震功能差，零件易損壞。 ] 移動(dòng)載體的任務(wù)是執(zhí)行機(jī)器人的移動(dòng)功能，采用關(guān)節(jié)型履帶移動(dòng)車可以更好的實(shí)現(xiàn)在危險(xiǎn)環(huán)境下的救援工作。 而國(guó)內(nèi)現(xiàn)在針對(duì)救援機(jī)器人的研究相對(duì)分散，主要集中在警用、民用的便攜式履帶機(jī)器人。 隨著科技的發(fā)展，機(jī)器人將被應(yīng)用到煤礦救災(zāi)領(lǐng)域。 隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展煤炭的消耗越來(lái)越大，而我國(guó)的煤炭事業(yè)大多數(shù) 為礦工開(kāi)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(yán)重傷害礦工和造成重大經(jīng)濟(jì)損失。因此，將具有自主智能的救援機(jī)器人用于危險(xiǎn)而復(fù)雜的環(huán)境中搜索和營(yíng)救幸存者是非常實(shí)用的。 這種方式危險(xiǎn)性大，傷亡人數(shù)多，救災(zāi)周期長(zhǎng)，往往效率低。 當(dāng)今 美國(guó) 研究的智能 機(jī)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(xué)品泄漏等任務(wù)。 2 三、課題設(shè)計(jì)方案 [主要說(shuō)明：研究（設(shè)計(jì)）的基本內(nèi)容、觀點(diǎn)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