人共 同完成 ，使 用 不方 便 。多 功能 救 援机 器人 在 此基 础 如 图 ２所 示 ，机 器 人 分 解 组 成 如 图 ３所 示 。地 震 多 功 能
上 应运 而 生 。该机 器 人集 破 碎 、切割 、搜 救 、支 撑 、搬 救 援 机 器 人 结 构 主 要 包 括 ：风 动 凿 岩 机 、智 能 机 械 液 压
关 键 词 ：地 震 ；机 器人 ；救 援 中 图 分 类 号 ：ＴＤ４０２ 文 献 标 识 码 ：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｉ．ｉｓｓｎ．１００２—６ｌｔｉ－ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｒｅｓｃｕｅ Ｒｏｂｏｔ ＳＯＮＧ Ｊｉ－Ｘｉａｎｇ，ＬＩ Ｑ —Ｊｕｎ，Ｌ１Ｕ Ｙｉ—Ｈｕｉ
第 ２４卷 第 ５期 ２０１１年 ９月
机 电 产 品 开 发 与 新
Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ＆ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍ ａｃｈｉｎｅｒｙ ＆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ
文 章 编 号 ：１００２—６６７３ （２０１１）０５—０１５—０２
地震 多功能救援机 器人设计
ＶＯＩ．２４，ＮＯ．５ Ｓｅｐ．，２０１ １
由于地 震灾 害救 援 的 复杂性 ，大面 积 的倒 塌 可 以借助 挖 青 海 省玉 树藏 族 自治州 玉树 县 发生 ７．１级 地震 ，截 至 ４月
掘机 等 大 型设 备 ，但一 些 缝 隙 、狭 小 空 间 ，人 进 去很 危 ２０ 日 下 午 １７时 ，地 震 已 造 成 ２０６４ 人 遇 难 ， １７５人 失
０ 引 言
困者 的 安全 。地 震救 援 实用 技 术在 救援 行 动 中显 得尤 为 重要 ．如何 科学 有 效地 运 用这 些 救援 技术 是 一个 需要 认
地 震 的 人 工 救 援 中 充 满 着 危 险 ．地 震 救 援 机 器 人 可 真探 讨 的课题［３１。
以减少 一些 人 为 的危 险 。根据 近几 年 地震 救 援情 况不 难 看 出 ． 由于 地震 发 生后 废 墟结 构极 不 稳定 ，很 容 对在 废
宋 继 祥 ，李全 军 ，刘 益 辉
（淮 南 职 业 技 术 学 院 ，安 徽 淮 南 ２３２００１）
摘 要 ：通 过 对现 有 地 震救 援机 器人 的调 查 ，结合 地 震 过后 复杂 的地 形 特 点 ．采 用 一种 新 型 的应 对 复 杂地 面 结 构 的 多 功 能 救 援 机 器 人 ，设 计 了 一 套 集 破 碎 、 切 割 、 支 撑 、搜 救 、 搬 运 于 一 体 的 机 器 人 ，提 高 了 救 援 的 速 度 ，节 省 救 援 所 带 的 工 具 ，缓 解 了人 力 劳 动 。 此 机 器 人 不 仅 节 省 了救 援 时 间 ，还 能 提 高搜 救 的 效 率 。
收 稿 日期 ：２０１１－０７—０５ 基金 项 目：安徽省 高等 学校省级优秀青年人 才基金 （２０１０ｓＱＲＬ２２０） 作者 简 介 ： 宋继 祥 （１９７７一），山 西 临 汾人 ，讲 师 ，工 学硕 士 。
一
一
主要 从 事 机械 设 计及 理 论 研 究 。
图 ｌ 机 器 人 整 体 结 构 设 计 图
险 ．大 型设 备无 用 武之 地 ，就 需要 一 些特 定 的机 械设 备 踪 ，１２１３５人 受 伤，其 中重 伤 １４３４人 ［５１，研 究 救 援 机器 人
来 完成 。但 现有 的救援 设 备 中 的功 能单一 ，要 多 台机 器 刻 不 容缓 。机 器 人 整体 结构 设 计如 图 １所示 。履 带结 构
图 ２ 履 带 结 构
１５
· 开 发 与 创 新 ·
２ 多 功 能 救 援 机 器 人 的研 究 现 状及 设 计 特 点
运 于一 体 。可 以代 替救 援 人员 救援 被 困者 。因其 设计 充 钳 、液 压 马达 、液 压支 架 、机身 、传动 齿轮 、履 带 、轴 承 等。
分考 虑 地震 过后 地 面 的复 杂性 。所 以其 设 计 可 以再 复杂
的 地 面 运 行 ，可 以 自动 充 充 气 袋 。保 证 在 救 援 过 程 中 被
１ 多功 能救援 机器人主题结构设计
墟 中 的救援 队员 造成 危 险【ｌ】。一 部分 伤亡 在 主震 瞬 间即刻
２００８年 ５月 １２ 日 １４时 ２８分 ， 震 级 达 到 里 氏 ８．０
发 生 ，拯救 生命 ，分 秒必 争圆。随着 地 震灾 害的频 繁 发 生 ， 级 、最 大烈 度达 到 １１度历 史罕见 的四川汶 川特 大地震 ［４１．
（Ｈｕａｉｎａｎ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｈｕａｉｎａｎ Ａｎｈｕｉ ２３２００１，Ｃｈｉｎａ）
Ａ ｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｑｕａｋｅ ｒｅｓｃｕｅ ｒｏｂｏｔ ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ，ｃｏｍ ｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｃｏｍ ｐｌｅｘ ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ， Ｕ ＳＥＳ ａ ｎｅｗ ｋｉｎｄ ｏｆ ｄｅａｌ ｗ ｉｔｈ ｃｏｍ ｐｌｅｘ ｇｒｏｕｎｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｓ ｍｕｔｉ—ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｒｅｓｃｕｅ ｒｏｂｏｔ，ｄｅｓｉｇｎｅｄ ａ ｓｅｔ ｏｆ ｃｒｕｓｈｉ ｎｇ，ｓｈｅａｒ ａｎｄ ｓｕｐｐｏｒｔ，ａｎｄ ｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｒｅｓｃｕｅ，ｍ ｏｖｉｎｇ ｉｎ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏｂｏｔ，ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｒｅｓｃｕｅ ｓｐｅｅｄ，ｓａｖｅ ｔｈｅ ｒｅｓｃｕｅ ｔｏｏｌｓ，ｅａｓｅ ｗｉｔｌ１ ｈｕｍａｎ ｌａｂｏｒ．Ｔｈｉｓ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｓａｖｅｓ ｒｅｈｅｆ ｔｉｍ ｅ，ｃａｎ ｓｔｉｌｌ ｉｍｐｒｏｖｅ ｒｅｓｃｕｅ ｅｆｉｃｉｅｎｃｙ． Ｋ ｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ； ｒｏｂｏｔ； ｒｅｓｃｕｅ