4消防救援機(jī)器人主要結(jié)構(gòu)
消防救援機(jī)器人主要由行走系
、機(jī)械手、救援拖斗和電液控制系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)組成
。
4.1行走系
行走系一般分為履帶行走系和輪胎行走系兩種
，本文就履帶行走系作一個簡單的介紹。履帶行走系包括機(jī)架
、行走裝置和懸掛三大部分。
機(jī)架是整機(jī)的骨架，用來安裝所有的總成和部件
，使整機(jī)成為一個整體。行走裝置是用來支撐機(jī)體，把發(fā)動機(jī)的動力傳到驅(qū)動輪上的驅(qū)動扭矩和旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)為消防救援機(jī)器人工作與行駛所需的驅(qū)動力和前、后運動。懸架是機(jī)架和行走裝置之間互相傳力的連接裝置。履帶行走裝置由履帶、驅(qū)動輪、支重輪、托輪、引導(dǎo)輪和履帶張緊裝置等組成，驅(qū)動輪通過液壓馬達(dá)驅(qū)動，當(dāng)驅(qū)動輪被最終傳動二級被動齒輪帶動時，其輪齒拉緊履帶，地面立即產(chǎn)生了作用在履帶上的反作用力，使整機(jī)對地面產(chǎn)生前或向后的運動，整機(jī)也隨之運動。履帶行走裝置比輪胎的接地面積大，接地比壓小。履帶所支撐的整機(jī)重量都是附著重量
，而且在履帶的支撐面上大多制有履刺
，可增加摩擦力，因此比輪胎式行走裝置的附著牽引性能和通過性能都有所提高
，具有良好的越野性能
。
4.2機(jī)械手
機(jī)械手作為消防救援機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，主要起到抓取可疑物
，開啟閥門
，起吊受傷人員的作用。根據(jù)人手臂運動的原理以及目前機(jī)械手應(yīng)用的資料
，三節(jié)臂桿6個自由度的機(jī)械手工作裝置是最有前途的
。
圖2
如圖2機(jī)械手自由度示意圖所示，機(jī)械手
，自由度為本身旋轉(zhuǎn)的自由度
，b自由度為臂桿1上下轉(zhuǎn)動的自由度，c自由度指的是臂桿2以臂桿1的縱向軸線為中心轉(zhuǎn)動的自由度
，d自由度指的是臂桿3以臂桿2的縱向軸線為中心轉(zhuǎn)動的自由度
，e自由度為伸縮臂桿3的平移自由度，f為機(jī)械手爪以臂桿3縱向軸線為中心旋轉(zhuǎn)的自由度
。
機(jī)械手爪需要模擬人手的特征
，在抓握的過程中知道獲得應(yīng)有的抓握力。所以考慮在手爪的指或者內(nèi)部安裝觸覺傳感器
。手爪產(chǎn)生的抓握力在垂直方向上產(chǎn)生摩擦力
，摩擦力阻止被抓取物由于重力的下落，當(dāng)手爪與被抓取物之間產(chǎn)生滑動
，觸覺傳感器傳送信號使控制系統(tǒng)增加抓握力
，直到滑動停止，同時手爪還有彌補滑動位移的措施
。
救援機(jī)器人需要將受傷人員舉起送到救援拖斗上
，機(jī)械手設(shè)計最小的抓舉力一般為90kg，采用液壓控制技術(shù)
，機(jī)械手運動精度通過液壓伺服系統(tǒng)來控制
。
4.3救援拖斗
救援拖斗在消防救援機(jī)器人中是不可缺少的一部分，它類似于火場救援時使用的擔(dān)架
，在火場中
，消防救援機(jī)器人利用機(jī)械手將受傷人員轉(zhuǎn)移到救援拖斗上
，通過電液控制將拖斗移動到機(jī)器人機(jī)體內(nèi)，然后消防救援機(jī)器人返回后方以便受傷人員得到及時的救助
。同時救援拖斗在微小空間內(nèi)還集成了供氣系統(tǒng)
，為受傷人員提供新鮮的空氣
。在救援拖斗的設(shè)計中
，應(yīng)該考慮以下方面：
(1)根據(jù)擔(dān)架資料，一般的擔(dān)架展開后外型尺寸(長*寬*高)為2200mm*550mm*l50mm
，考慮到機(jī)器人為違程遙控工作以及受傷人員需移動到機(jī)器人機(jī)體內(nèi)
，因此救援拖斗的尺寸應(yīng)該適當(dāng)?shù)姆糯螅仨毐ＷC受傷人員在機(jī)體內(nèi)的寬度和高度
，救援拖斗設(shè)計時
，拖斗尺寸一般為(長*寬*高)2200mm*700mm*300mm左右;
(2)考慮行走過程中救援拖斗的平穩(wěn)性，消防救援機(jī)器人在行進(jìn)過程中上下顛簸和機(jī)器人啟動剎車
、加速減速產(chǎn)生的震動作用于被受傷人員
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，給受傷人員特別是骨折病人或外傷病人造成痛苦，并帶來種種不安全因素
，拖斗必須有一定的減震裝置
，來減少救援機(jī)器人行走時的震動;
(3)救援拖斗的防滑性能，救援拖斗在空間呈一定角度放置
，沒有安裝綁帶裝置
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，考慮到有些受傷人員處于昏迷狀態(tài)，無法控制自己身體的滑移
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，必須有一定的防滑性能
，以確保轉(zhuǎn)送安全。
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機(jī)器人
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