【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，終因失血過多，搶救無(wú)效，于今晨9：00犧牲，英年36歲。這樣的血一般的事實(shí)呈現(xiàn)在我們面前，我們要是有機(jī)器人人能提供信號(hào)服務(wù)，能給災(zāi)區(qū)帶來信號(hào)的話該多好。我曾經(jīng)看到過這樣一個(gè)新聞，地震那時(shí)候一則電話拯救了一個(gè)200多人的旅游團(tuán)，要是他們打不出那個(gè)電話，他們就會(huì)被餓死，渴死在那個(gè)地方，可見那時(shí)的信號(hào)是多么的寶貴。 電力方面地震發(fā)生后，電力站必定給毀掉，醫(yī)療，民用，等一系需要用到電的地方都停止了供電，夜晚就完全的一片漆黑，沒有燈光，沒有聲音，死一般的寂靜，還伴隨著一陣陣的余震……當(dāng)救援隊(duì)員來臨的時(shí)候，醫(yī)療設(shè)備由于沒有電力供應(yīng)，等同于一堆廢銅爛鐵，在漆黑的夜里也要進(jìn)行救援，因?yàn)闀r(shí)間就是生命，在一開始的幾晚里面，都是用微弱的小燈，和靠著月光的亮度進(jìn)行救援的，一塊塊磚塊搬走，要是有電力的供應(yīng)，要是有大型照明設(shè)備多好，電力能給醫(yī)療設(shè)備和一些機(jī)器提供電力供應(yīng)，給人們帶來光明，光明就相當(dāng)于生命。要是沒有電力，災(zāi)區(qū)何等的恐怖。要是醫(yī)院停電了，醫(yī)院的病人會(huì)怎么樣？要是警察局停電了，警察如何工作？等等一些重要部門有時(shí)候是不能停電的。在地震以后，發(fā)電站基本處于癱瘓狀態(tài)了，電力基本就停止供應(yīng)了，要想有發(fā)電設(shè)備也不能馬上投入到使用。要是有個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備進(jìn)入災(zāi)區(qū)，進(jìn)行發(fā)電和產(chǎn)電多好。 地面廢墟方面地震，海峽，雪災(zāi)，泥石流，等大型災(zāi)難發(fā)生后，地面有許多高高低低，和震塌房子的碎石，掉落地面，有些小型車輛不能通過，我們?cè)O(shè)計(jì)的機(jī)器人，可以吧一些地面上的碎石清理出來，可以讓小車通過，這樣就保證了運(yùn)輸線路的暢通，這樣給救援能帶來方便。運(yùn)用同樣的清理道路功能也可適用清理雪災(zāi)路面?？梢郧謇沓鲆粋€(gè)合適的安全區(qū)域，沒有碎石，也可以給直升飛機(jī)提供一個(gè)安全的起降區(qū)域，避免滿地的廢墟，這樣直升飛機(jī)無(wú)法安全的停下來。 通訊排障機(jī)器人的設(shè)計(jì)鑒于這樣的一種種救援遇到的困難，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種全自動(dòng)的通訊排障機(jī)器人。使實(shí)現(xiàn)以下的一些功能：信號(hào)是一個(gè)非常關(guān)鍵的東西，在現(xiàn)在的社會(huì)里面，要是沒有信號(hào)，飛機(jī)不能飛，手機(jī)不能用，對(duì)于災(zāi)區(qū)信號(hào)也尤其的重要，往往一則電話能救出好多人，所以我們?cè)O(shè)計(jì)的機(jī)器人是想把信號(hào)放在第一位，因?yàn)橛辛诵盘?hào)才能有有效的組織，才能有“眼睛”，能發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，并且找到它，進(jìn)行施救。這個(gè)有點(diǎn)類似于地面移動(dòng)通信的轉(zhuǎn)發(fā)基站，但是優(yōu)點(diǎn)在于基站在天上，幾乎不受干擾，所以衛(wèi)星通信公司現(xiàn)在宣稱:只要你站的位置能夠看見太陽(yáng)和月亮，我就能保證你通信沒有盲區(qū)，隨時(shí)通信。 而現(xiàn)在，大家都知道，我國(guó)的移動(dòng)和聯(lián)通，包括全世界所有國(guó)家的民用移動(dòng)通信系統(tǒng)。都不敢保證絕無(wú)通信盲區(qū)，我們的移動(dòng)公司在中國(guó)因?yàn)槠鸩捷^早，盲區(qū)少一些，現(xiàn)在也只敢說全中國(guó)百分之97以上網(wǎng)絡(luò)覆蓋。而衛(wèi)星通信，則可以保證絕無(wú)盲區(qū)，這個(gè)就是衛(wèi)星電話的優(yōu)勢(shì)?？梢娫跒?zāi)區(qū)來說可是一個(gè)救命的稻草，要是我們載發(fā)生災(zāi)難后把衛(wèi)星搬到地上面上保障通訊呢，所以我們?cè)O(shè)計(jì)出來個(gè)通訊機(jī)器人的總體思路就誕生了。雷達(dá)功能主要運(yùn)用在災(zāi)區(qū)沒有信號(hào)后，一個(gè)通訊保障，它一方面可以給災(zāi)區(qū)的手機(jī)提供信號(hào)來源，讓手機(jī)信號(hào)直接通過雷達(dá)信號(hào)的傳輸，在打出去，這樣就能讓手機(jī)有信號(hào)通過傳輸，還能定位手機(jī)所在的部位，通過搜救隊(duì)員努力還能進(jìn)行救援。還有個(gè)功能是提供給救援部隊(duì)用，那些無(wú)線設(shè)備就能靠這個(gè)通訊排障機(jī)器人進(jìn)行相互之間的通訊了。這樣可以取代一些小和頻率低的工作設(shè)備，這樣一個(gè)設(shè)備能多種用處還有我們?cè)O(shè)計(jì)的機(jī)器人考慮到災(zāi)區(qū)缺乏電力，我們的機(jī)器人還裝有一個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電裝置。太陽(yáng)能發(fā)電裝置不是個(gè)普普通通的就一塊太陽(yáng)能板能搞定的，我簡(jiǎn)單介紹下整個(gè)系統(tǒng)的構(gòu)造利用太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)由太陽(yáng)能電池組、太陽(yáng)能控制器、蓄電池（組）組成。如輸出電源為交流220V或110V，還需要配置逆變器。他們之中，太陽(yáng)能電池板是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中價(jià)值最高的部分。其作用是將太陽(yáng)的輻射能力轉(zhuǎn)換為電能，或送往蓄電池中存儲(chǔ)起來，或推動(dòng)負(fù)載工作。太陽(yáng)能電池板的質(zhì)量和成本將直接決定整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量和成本。還有太陽(yáng)能控制器的作用是控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并對(duì)蓄電池起到過充電保護(hù)、過放電保護(hù)的作用。在溫差較大的地方，合格的控制器還應(yīng)具備溫度補(bǔ)償?shù)墓δ堋Ｆ渌郊庸δ苋绻饪亻_關(guān)、時(shí)控開關(guān)都應(yīng)當(dāng)是控制器的可選項(xiàng)。蓄電池：一般為鉛酸電池，小微型系統(tǒng)中，也可用鎳氫電池、鎳鎘電池或鋰電池。其作用是在有光照時(shí)將太陽(yáng)能電池板所發(fā)出的電能儲(chǔ)存起來，到需要的時(shí)候再釋放出來。逆變器：在很多場(chǎng)合，都需要提供220VAC、110VAC的交流電源。由于太陽(yáng)能的直接輸出一般都是12VDC、24VDC、48VDC[711]。為能向220VAC的電器提供電能，需要將太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能，因此需要使用DCAC逆變器。在某些場(chǎng)合，需要使用多種電壓的負(fù)載時(shí)，也要用到DCDC逆變器，如將24VDC的電能轉(zhuǎn)換成5VDC的電能（注意，不是簡(jiǎn)單的降壓）。由于我們慧魚材料的有限性，這次的太陽(yáng)呢實(shí)驗(yàn)沒能進(jìn)行下去，我們有用了一塊板簡(jiǎn)單的代替了太陽(yáng)能材料，我們只是進(jìn)行一個(gè)演示，說明他是一個(gè)可以發(fā)電的裝置，要是真正做起來也是可行的。排障功能，也是我們機(jī)器人的一個(gè)優(yōu)勢(shì)，由于我們給我們所設(shè)計(jì)的機(jī)器人設(shè)計(jì)了一個(gè)會(huì)排障的爪子，在災(zāi)區(qū)地面全是廢墟的時(shí)候，可以利用爪子進(jìn)行排障，當(dāng)前面障礙物少的時(shí)候可以利用車的推力吧垃圾推到一邊，當(dāng)障礙物累計(jì)到一定量的時(shí)候我們就利用爪子把障礙排除掉?，F(xiàn)在世界上各種各樣的機(jī)器人越來越多，也越來月先進(jìn)，每個(gè)機(jī)器人它的每個(gè)用處都不一樣，有的專門滅火，有的專門排爆，有的專門清理障礙，我們?cè)O(shè)計(jì)的機(jī)器人是專門提供后勤保障之用的，現(xiàn)在這些機(jī)器人并不多，因?yàn)榇蠹蚁氲亩际侨绾稳ゾ热耍瑴缁?。古人有云“兵馬未動(dòng)，糧草先行”所以說，后勤保障是勝利的關(guān)鍵，從這點(diǎn)出發(fā)，我們的機(jī)器人就秉承這個(gè)傳統(tǒng)的理念，做一個(gè)后勤。我們的通訊排障機(jī)器人是基于通訊，排障，電力照明，太陽(yáng)能發(fā)電結(jié)合一體的機(jī)器人（圖12）。我們機(jī)器人整體是力量方方正正的機(jī)器人結(jié)構(gòu)體，形成一輛向方塊城堡的防御體，在車的前部有一對(duì)排障用的爪子當(dāng)遇到小型障礙物的時(shí)候利用車身自己馬達(dá)的動(dòng)力，利用爪子的角度，把障礙物推到一邊，這個(gè)有點(diǎn)像推土機(jī)，他障礙物推到馬路一旁。當(dāng)障礙物累計(jì)到一定的時(shí)候，會(huì)碰到前面的4個(gè)接觸開關(guān)（圖13），然后車輛就會(huì)停止前進(jìn)，閉合著的爪子（圖14）通過一個(gè)馬達(dá)帶動(dòng)鏈條，連天帶動(dòng)蝸桿，蝸桿上的蝸桿塊就會(huì)向前移動(dòng)，通過支撐板支開爪子把障礙一起推開，同時(shí)清理障礙（圖15），回收爪子，然后車輛繼續(xù)前進(jìn)，爪子的這個(gè)部分是一個(gè)自動(dòng)循環(huán)部分，多用途機(jī)械排障爪在鏟垃圾過程中，爪的變形和破壞的形式取決于碎石的狀態(tài)、大小，鏟刀的切削參數(shù)等因素。一般切削角可取50176。～70176。清除小型的碎石時(shí)，切削角可稍大些；清除大型的石頭時(shí)，需要較小的切削角。只要障礙物多了就會(huì)重復(fù)動(dòng)作，他的作用就是清理道路上的廢墟把一條道路清理出來給后續(xù)部隊(duì)進(jìn)入災(zāi)區(qū)，提供幫助。多用途機(jī)械排障爪是清理地面垃圾的主體部分，是我們?cè)O(shè)計(jì)的排障的一個(gè)主要功能用處，多用途機(jī)械排障爪鏟障礙物的過程是利用多用途機(jī)械排障爪機(jī)械的方法，將由汽車推力將路面垃圾與路面分離開來的過程。我們車的主題部分是一個(gè)升降臺(tái)，（圖16）平時(shí)不使用雷達(dá)的時(shí)候，人們可以利用它作為一個(gè)運(yùn)輸平臺(tái)，上面可以放一些醫(yī)療、食品、帳篷等一些急需物品，可以利用機(jī)器人把他們帶到災(zāi)區(qū)里面。到到達(dá)后拿下來物品，我們就可以工作了，開始升降臺(tái)上升，通過前部的馬達(dá)帶動(dòng)齒輪帶動(dòng)蝸桿然后整個(gè)平臺(tái)上升，接著通過繞線器把尾部的升降臺(tái)往上啦，繩子收縮，拉動(dòng)升降臺(tái)，升降臺(tái)做90176。翻轉(zhuǎn)（圖17）。然后隱藏在多功能平臺(tái)下面有兩根柱子也會(huì)升起來。兩根柱子分別有2個(gè)獨(dú)立的功能，一個(gè)是雷達(dá)，一個(gè)是大功率照明燈。災(zāi)區(qū)發(fā)生災(zāi)難后通訊幾乎癱瘓，此時(shí)此刻我們的雷達(dá)可以為災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)提供通訊，可以把災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際災(zāi)難情況第一時(shí)間反饋給指揮部，為營(yíng)救方案提供最及時(shí)的信息。因地震導(dǎo)致電力設(shè)施的毀壞，災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)沒有任何電源，尤其在晚上。晚上沒有照明設(shè)施會(huì)給救災(zāi)進(jìn)度帶來很大的不便，我們機(jī)器人有大功率的照明設(shè)施，為災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)提供全方位照明，為在夜間工作帶來極大的方便。在整個(gè)車身上我們安裝了兩個(gè)傳感器，一個(gè)安裝在車架下方，它是一個(gè)尋跡傳感器，它是更具光的反射來進(jìn)行尋跡的，現(xiàn)在的馬路上都有一條白色的線，我們就可以更具反光程度不同，進(jìn)行識(shí)別前進(jìn)。不過這個(gè)功能適合于掃雪。其他的是道路是它可以按照預(yù)先模擬還的路線進(jìn)行行走，當(dāng)偏離軌道就可以自動(dòng)尋找路線，從而回到預(yù)先安排好的路線上。還有一個(gè)是光感傳感器，它則是安裝在機(jī)器人的側(cè)面，它的作用是用來尋找一個(gè)指定的光源，當(dāng)機(jī)器人尋找到預(yù)先設(shè)計(jì)好的光源時(shí)，機(jī)器人就知道已經(jīng)到達(dá)目的地了，然后根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)好的程序開始工作。 我所構(gòu)思的的機(jī)器人，他和通訊排障機(jī)器人基本構(gòu)思是一樣，主要是覺得某些地方的不足，然后我進(jìn)行改良，從圖紙和理論上進(jìn)行更正，從圖上看，最明顯的是去掉了機(jī)器人前面的排障用的爪子，還增加了一個(gè)小型探索機(jī)器人，他具有偵查地形。我把地盤進(jìn)行了改良，原來的輪子被我改掉了改成履帶式的了，在災(zāi)區(qū)，輪式的機(jī)器人很難前進(jìn)，畢竟輪式有他致命的弱點(diǎn)，輪胎的損壞，也不能進(jìn)行爬坡，也不能越障，還有下盤的不穩(wěn)定，容易陷入泥土中，而履帶卻沒有。而全方面的照明設(shè)備我也在機(jī)器人身上裝了6個(gè)，前面2個(gè)身體四周左邊2個(gè)右邊兩個(gè)這樣照明的范圍也很廣了。這樣就不會(huì)有盲區(qū)了而背部沒有裝有燈，應(yīng)為在背部肯定是屬于一個(gè)安全區(qū)域的，多了個(gè)燈也沒什么用處，背后肯定是屬于自己的安全點(diǎn)，有其他小型照明設(shè)備也夠了。當(dāng)?shù)卣鸬臅r(shí)候，災(zāi)區(qū)交通肯定完全堵塞，光靠地面很難進(jìn)去的，也很難空投大型開拓設(shè)備，因?yàn)椴恢览锩娴木唧w情況，而我設(shè)計(jì)的機(jī)器人可以進(jìn)行空投，后面的軍綠色的是個(gè)降落傘，可以分開變成4朵小傘，分別在通訊排障機(jī)器人的兩側(cè)有4個(gè)環(huán)，那個(gè)是掉降落傘用的。這樣能穩(wěn)定的降落在地面。機(jī)器人質(zhì)地輕，面積小，可以通過這樣的來把通訊設(shè)備投放去災(zāi)區(qū)，可以利用小型機(jī)器人進(jìn)行地形的偵查。而頂上的黑色的太陽(yáng)能板充當(dāng)了雷達(dá)防護(hù)板，雷達(dá)不用的時(shí)候可以縮進(jìn)去，保護(hù)好雷達(dá)，避免應(yīng)為落石砸壞了。8． 通訊排障機(jī)器人個(gè)部位介紹及其運(yùn)動(dòng)分析 下面介紹每個(gè)機(jī)器人重要部位，以及部分的運(yùn)動(dòng)分析 履帶我設(shè)計(jì)的機(jī)器人主要是采用履帶行走，履帶就像是給機(jī)器人鋪了一個(gè)無(wú)限延長(zhǎng)的軌道一樣，使它能夠平穩(wěn)、迅速、安全地通過各種復(fù)雜路況。由于接地面積大，所以增大了機(jī)器人在松軟、泥濘路面上的通過能力，降低了下陷量。由于履帶板上有花紋并能安裝履刺，所以在雨、雪、冰或上坡等路面上能牢牢地抓住地面，不會(huì)滑轉(zhuǎn)。由于履帶接地長(zhǎng)度長(zhǎng)，誘導(dǎo)輪中心位置較高，所以通過壕溝、垂壁的能力較強(qiáng)，我所設(shè)計(jì)的機(jī)器人一般能越壕寬度可達(dá)60米左右，因?yàn)槲以O(shè)計(jì)的機(jī)器人總廠才120厘米，可通過25厘米高的垂直墻。履帶還有一個(gè)特殊功能，在過河時(shí)，采取潛渡，在河底行走；若是浮渡履帶可以象螺旋槳一樣產(chǎn)生推進(jìn)力，驅(qū)使車輛前進(jìn)。 機(jī)器人重量大，用履帶的話可以減小單位面積壓力，對(duì)路面的要求可以小點(diǎn)。且防御性能和越野性能比輪式要好，輪式結(jié)構(gòu)比履帶簡(jiǎn)單，一般都用于輕裝甲車輛，公路速度比履帶車輛好。維護(hù)方面也比履帶簡(jiǎn)單得多。 而第一代通訊排障機(jī)器人，他擁有爪子可以吧路面的障礙清理掉，也是可以采用輪式的，輪式車輛主要是為了在平坦的公路上行駛，而再地震災(zāi)區(qū)上是沒有平坦的道路，只有各式各樣的路況。為了面對(duì)各種路況，而采用履帶式車輛。這種車輛的好處是，抓地力強(qiáng)，可以減小機(jī)器人對(duì)路面的壓力，防止陷入路面下，再懸掛系統(tǒng)方面要比輪式車輛要好，這樣可以使機(jī)器人在各種路況下，行駛的的更平穩(wěn)。由于輪胎對(duì)氣壓要求比較高，有時(shí)也很容易出現(xiàn)暴胎，對(duì)抗震救災(zāi)救援行動(dòng)很大影響。輪胎和容易陷入泥濘的路面，但是履帶就不會(huì)陷入，由于它與地面的接觸面積要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于輪胎與地面的接觸面積，所以它就不會(huì)陷入泥濘的路面。因此我設(shè)計(jì)的機(jī)器人要采用履帶