基于单片机的营救机器人的设计与制作
基于单片机系统的无人环境灭火机器人的设计与实现
基于单片机系统的无人环境灭火机器人的设计与实现一、背景介绍随着现代化城市的建设，大量高楼大厦的发展已经成为了城市化进程中的一个重要标志，但与此同时，高楼大厦在建筑结构方面的设计复杂度也随之增加，这就给防火工作带来了极大的挑战。
当前，传统的火灾处理方式主要由消防员进行，但由于高楼的高度和结构的复杂性，人工防火存在着一定的缺陷和局限性。
如今，随着无人技术的发展，无人环境灭火机器人越来越受到人们的关注，它可以解决高楼防火难题，为人们的生命安全提供切实的保障。
二、设计方案无人环境灭火机器人系统主要采用基于单片机的控制器实现智能控制，其中包括雷达传感器、控制器、电池等组件。
在机器人的底部安装有两个轮子和一个悬挂支架，支架上安装有一种消防喷洒器械，当机器人探测到火焰时，机器人会自动移动到火灾现场并开始进行灭火。
机器人底部材料应该由具有良好散热性和高强度的金属制成，以确保机器人的稳定性和使用寿命。
三、实现流程1. 雷达传感器探测到火灾场景信号2. 控制器接收到输入信号进行信号处理3. 控制器根据处理结果控制机器人移动至火灾场景进行灭火4. 机器人利用喷洒器械进行喷洒，将消防液体喷洒至火场上以达到灭火的目的5. 当火场被消灭后，机器人自动返回基地并待机四、关键技术1. 火灾场景的探测技术：机器人所使用的探测技术必须能够精准地探测到火灾位置和范围。
此处可以采用红外线、热成像和光学技术，使机器人可以迅速准确地找到并灭火火源。
2. 智能控制技术：基于单片机实现智能控制，包括机器人方向控制、喷洒控制等功能的实现。
3. 机器人结构设计技术：机器人底部的材料应该具有良好的散热性和高强度，机器人的重量、体积、稳定性等方面都需要进行充分考虑和设计。
4. 喷洒器械设计技术：喷洒器械需要具备高效喷洒、均匀喷洒等特点，同时需要考虑机器人悬挂装置的稳定性和支撑能力。
五、总结此设计可以有效地替代传统的人工消防灭火，为高层建筑提供更好的消防保障。
基于单片机的营救机器人的设计与制作
基于单片机的营救机器人的设计与制作营救机器人是一种能够在危险环境中执行救援任务的机器人。
它可以应对各种恶劣的环境，如火灾、地震、洪水等，并迅速找到被困人员并提供救助。
本文将介绍一种基于单片机的营救机器人的设计与制作。
设计思路：1.机械结构设计：机器人的机械结构需要具备灵活性、稳定性和强大的承重能力。
可以采用多关节机械臂设计，使其能够在狭窄的空间中操作，并能够抓取和搬运重物。
此外，机器人还应具备一定程度的自主移动能力，可以通过轮子或履带来实现。
2.传感器选择：为了提高机器人在复杂环境中的感知能力，需要选用适当的传感器。
例如，红外线传感器可以用于检测火灾的热源，声音传感器可以用于听到被困者的呼救声，摄像头可以用于实时监控和图像识别等。
3.控制系统设计：机器人的控制系统应该具备高度的智能化和自主性。
可以使用单片机作为主控芯片，通过编程实现机器人的各种功能和动作。
同时，还可以将机器人与云平台进行连接，实现遥控和监控等功能。
4.电源系统设计：机器人需要一种可靠的电源系统来提供稳定的电能供应。
可以选择锂电池或太阳能电池作为机器人的动力源。
制作步骤：1.硬件搭建：根据机器人的机械结构设计制作机器人的机械臂和底盘，并将传感器和执行器安装在合适的位置。
同时，将单片机和其他电子元件焊接在电路板上。
2.软件编程：根据机器人的功能需求，使用相应的开发工具对单片机进行编程。
编写程序控制机器人的各个功能和动作，并实现传感器数据的处理与分析。
3.电源连接和测试：将电源系统与机器人的电路板连接，并进行相应的测试。
确保机器人能够正常工作并具备稳定的电能供应。
4.功能测试和完善：对机器人进行各项功能测试，检查机器人的运动、感知和控制性能。
根据测试结果进行优化和完善，确保机器人能够在各种场景下顺利执行任务。
总结：基于单片机的营救机器人的设计与制作是一项复杂而有挑战性的任务。
需要综合考虑机械结构设计、传感器选择、控制系统设计和电源系统设计等多个方面。
基于单片机的智能灭火报警机器人设计和实现
基于单片机的智能灭火报警机器人设计和实现摘要随着科技的发展、社会的进步，人类不断创造着奇迹，工业的生产跟管理一步一步的前进，不断的创新。
多数控制和管理走进了自动化、信息化、智能化，智能化已经变成了科技发展的主要技术。
在很多工厂车间、工作现场环境比较恶劣的时候，人工不能完成的任务像货物的运输，寻找火源，灭火等，可以采用智能机器人来完成相应的任务，不但省时间，而且省人力。
根据工厂车间的实际日常需要，维持车间的正常运转，研究跟开发智能灭火报警机器人便具有了重大的意义。
本设计主要研究了智能的消防技术，智能机器人以AT89C52单片机为MCU，加上电源电路、驱动电路、火焰传感电路、红外传感器、灭火风扇、蜂鸣器以及其他电路组成。
电源电路为机器人正常工作提供了所需要的电能，驱动电路为机器人提供了可控制的移动，火焰传感电路是发现火源的主要硬件，红外传感器主要判断路况，灭火风扇完成灭火，蜂鸣器用来报警。
本作品对硬件组成进行了设计，并编写了软件程序框图，设计的机器人具有简单的灭火功能，实现了现场灭火。
关键词：AT89C52，驱动模块，单片机，火焰传感器IAbstractDesign of Intelligent of Elimination of FlameAlarm Robot on MCUAbstractWith the development of science and technology, social progress, human beings continue to create miracles with the management of industrial production forward step by step , and constant innovation . Most of the control and management into the automation, information, intelligence , intelligence has become a major technical technological development. In many factory workshop, job site environment is bad , I can not complete the task as artificial transport of goods , looking for the source of fire , fire , etc. , you can use intelligent robots to accomplish the task , not only save time, but also the provincial manpower. According to the actual needs of the factory floor daily to maintain the normal operation of the plant , with the development of intelligent fire alarm research robot will have a great significance.The intelligent design of the main study fire protection technology , intelligent robots to AT89C52 microcontroller MCU, plus the power supply circuit , driver circuit, flame sensing circuit , infrared sensors, fire fans, buzzers , and other circuit components. Providing the power to work the robot needs, provides the driving circuit of the mobile robot can be controlled , the flame sensing circuit hardware is found primarily an ignition source , the main infrared sensor to judge the road, the fire extinguishing power supply circuit for the fan to complete , with the buzzer to the police. The work on the hardware components were designed and prepared a block diagram of a software program to design robots with simple extinguishing function to achieve a live fire.Key words: The AT89C52，Driver Module，MCU，Flame sensor目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章 绪论 (1)1.1智能灭火报警机器人的设计背景和意义 (1)1.2智能灭火报警机器人的目标 (1)1.3主要内容 (1)第2章 智能灭火机器人系统设计介绍 (2)2.1智能报警灭火机器人系统功能概述 (2)2.2系统工作原理 (2)2.3系统整体方案选择 (3)2.3.1 MCU的选择 (3)2.3.2 传感器的选择 (4)2.3.3 电源模块的选择 (5)2.4系统硬件总体设计 (6)2.5系统软件总体设计 (6)2.6本章小结 (6)第3章 系统硬件设计 (7)3.1电源模块 (7)3.2AT89C52与核心模块 (7)3.2.1AT89C52单片机介绍 (7)3.2.2 AT89C52最小系统硬件电路 (9)3.3电机驱动电路的设计 (9)3.4循迹与控制电路 (12)3.5.1红外测温传感器 (14)3.5.2红外测温传感器引脚 (15)3.6蜂鸣器报警电路 (16)3.7灭火风扇设计 (17)第4章 系统软件设计 (18)4.1软件开发平台介绍 (18)4.2PWM（脉宽调制） (18)4.3软件设计思路 (19)4.4系统主程序流程图 (20)4.5循迹程序流程图 (20)4.6电机驱动模块流程图 (21)4.7报警及灭火控制程序 (23)4.8避障程序流程图 (24)4.9本章总结 (25)第5章 系统功能调试 (26)5.1测试仪器及设备 (26)5.2功能测试 (26)5.2.1电源线路连接测试 (26)5.2.2 循迹功能测试 (26)5.2.3 避障功能测试 (27)5.2.4 灭火及报警功能测试 (27)5.3调试心得 (27)第6章 系统部分模块代码 (28)6.1初始化程序代码 (28)6.3延迟函数代码 (29)第7章 结 论 (30)参考文献 (31)致谢 (32)附录A (33)附录B (35)第1章 绪论1.1 智能灭火报警机器人的设计背景和意义在现实生活中，火灾是非常普遍的，被称作是三大自然灾害之一。
基于单片机的远程排爆救援机器人系统设计
INTELLGENT ROBOT《智能机器人》June,2019K 机沖片机的远程排爆救援机器人系统设计盐城工学院电乞工程学院殷淑婷蒋善超摘要介绍了一款基于单片机的远程排爆救援机器人设计，由履带车、机械脅、驱动模块、单片机控制模块、舵机及高清摄像头等构成。
利用手机APP终端作为远程控制器，连接由机器人发射的无线传输信号，实现对车体行进、机械臂抓取的控制以及对周围环境的实时视频采集。
关键词救援机器人；单片机；远程控制；实时视频采集1引言远程排爆救援机器人能通过远距离控制进入危险现场排除危险品，找到可疑的危险物品，并带离危险区。
远程排爆救援可以有效地提高救援的效率并且减少施救人员的伤亡，它们不但能够帮助工作人员执行救援工作，而且能够代替工作人员执行搜救任务，因此将可进行远程的排爆救援机器人用于危险而复杂的环境中搜索排爆和营救幸存者是非常实用的。
本文设计了一种基于单片机的远程排爆救援机器人系统，以STM32单片机为主控制器，机器人的主体由四自由度机械手臂和全铝合金底板履带车构成，辅以WIFI智能传输模块，实现了手机APP远程控制机器人前后左右运动进行抓取搬运工作。
2总体方案设计系统包括履带机器人和手持控制终端两大部分，总体设计框图如图1所示。
履带机器人由视频采集传输模块、机械模块、无线通信模块以及控制模块构成。
首先控制模块通过无线通信模块获取手持设备发送的控制命令，当控制命令是动作命令时，根据接收的参数控制机器人运动或机械臂抓取物品。
考虑到带宽原因和控制方面的需求，图像传输模块与行动控制使用不同的无线信道。
视频采集传输模块采集到图像后直接交给无线路由器，传送给手持设备，这个过程不受主控制器控制。
3系统硬件设计与实现远程排爆救援机器人系统的硬件设计可以分为部分：控制机构、行进装置、机械手、供电部分以及WIFI传输部分。
3.1控制机构主控制器选取STM32单片机，具有高性能、低成本、低功耗等优势°STM32控制芯片电路图如图2所示。
基于单片机简易机器人的设计与实现
基于单片机简易机器人的设计与实现近些年，机器人科技的发展及其在实际生活中的应用受到了广泛关注，它不仅给人们带来了便利，也为社会发展和各行各业都带来了许多可能性与机遇。
随着人们对智能机器人技术的更深入研究，各类机器人已经成为当今社会中越来越受欢迎的一部分，人们也更加渴望了解和学习如何构建机器人。
基于单片机简易机器人的设计与实现是一项有趣又有意义的研究，这也是一个吸引人的领域。
其中的基本概念是利用计算机的思想设计一个机器人，它能够根据输入信号做出反应，控制电机或其他设备以及运行一些特定的任务。
本文将重点讨论利用单片机简易机器人的设计和实现。
首先，介绍机器人基本原理。
机器人是一个电子计算机系统，它可以从环境中获取信息，然后根据这些信息做出响应。
在最简单的情况下，一个机器人可以根据输入信号来控制一个电机，让它转动或移动到某一位置。
但是，机器人的设计并不仅仅是简单的控制电机，还需要设计各种功能模块，例如传感器模块、控制算法模块，与单片机的结合；还需要协调传感器和电机的输入和输出才能实现简单机器人的功能。
其次，介绍如何使用单片机来控制简易机器人。
单片机是一种微处理器，它是由一个小型的芯片组成的电子系统，专门用于统一控制和处理电子系统的计算任务，如控制电机，执行自动化控制等。
因此，我们可以使用单片机结合各类传感器和电机，将简易机器人的功能得以实现。
最后，介绍如何实现可编程机器人。
首先，需要安装操作系统，如Windows或Linux等，使用该操作系统中的应用软件与单片机结合控制和运行机器人。
其次，需要准备一个软件开发环境，例如C语言、C++等，使用该软件开发环境可以编写出控制机器人的程序，以实现不同的任务。
最后，将上述程序烧录到单片机，让其去控制机器人，实现可编程机器人的功能。
综上所述，基于单片机简易机器人的设计与实现是一项有趣又有意义的研究，它的核心思想是利用计算机的思想设计一个机器人。
利用单片机结合传感器和电机，可以控制机器人，实现某些特定任务。
基于C51单片机的智能灭火机器人的设计与研究
感器 同时 出现检 测 障碍物 信号 ，则机 器人 先执 行后 退机 动 ，再执行 原地 旋转 １ ０ 动作 ；若 左 、右传感 ８。 器其 中一 个检 测到 障碍物 ，则相应 的执 行右 转和 左
转机动 。
２机 器 人 系统 设计
２１ 制 系统 ．控
只有 在主 传感 器检 测 到火源 时 ，机器 人机动 停车 ，
水 泵 模 块 开 启 执 行 喷 水 动 作 ； 若 副 机 Ｌ 司５ 系 列 内核 单 片机 非 常适 合做 Ｔ Ｅ公 １
嵌 入 式 控 制 系 统 的 芯 片 ， 因 此 ，微 型 机 器 人 的 控 制
（ ：如果 需要消 除可见光对 传感器 的影响 ，可 注
以在传感器 电路 中增加热缩管解决 问题 ） 红外避 障传感器 微 型 机 器 人 采 用 市面 上 常 用 的红 外 避 障 传 感 器 ：Ｅ ８ Ｄ Ｏ Ｋ １ 一 ８ Ｎ ，它 是 一 种 红 外 线 反 射 式 接 近 开
图 １ 机 器 人 结 构
１机 器 人原 理 介 绍
机 器 人可 以 自动 检测火 源和 探测 障碍物 ，并执 行相 应动 作 。机 器人 电机 驱动模 块处 于机 动状 态 ， 远红 外火 焰传 感器模 块和 避 障传感器 模块 处于 实 时 扫描监控状态 ，水泵驱动模块处于待命状态 。
■ 者：娜本年，防技防器师要方自制传研 作介丽女８生任科院仪讲主究为控及器。 简程校１出现灾学Ｚ０，研向动以感究 中，科务项资编灾系 央基研费资助号２０ 高，业专金（ Ｙ１ ９ ３ ：１） ０４ １
基于AVR单片机的灭火机器人设计与实现
基于A VR单片机的灭火机器人设计与实现
1 引言
比赛是近年来快速开展起来的一种对抗活动，它涉及人工智能、机械、、、精密机械等诸多领域。
通过比赛可以培养同学的创新意识、动手能力、团队写作能力等。
其中灭火竞赛是开展范围最广、影响最大的机器人比赛项目之一。
竞赛规章为仿照生活中消防员灭火，机器人从H点动身，在四个房间内寻觅随意摆放的蜡烛，并且设法将其灭掉。
竞赛场地的墙壁高33cm，材质为木板，色彩为黑色。
尺寸1所示。
对于竞赛，得的分越低成果越好。
另外按照挑选的模式不同，计分时要乘上相应的系数。
2 系统硬件设计2.1 系统总体设计
系统以ATmega32为核心，它是一种基于增加RISC结构的、低功耗的8位单片机。
其特点为：①片内具有32K字节的可编程Flash;2K字节的片内SRAM数据存储器;1024个字节片内在线可编程EEPROM数据存储器。
②片内含JTAG接口。
③外围接口。
两个带有分离自立、可设置预分频器的8位定时器/计数器;一个16位定时器/计数器;四个通道的输出;8路10位;32个可编程的I/O口。
④低功耗，最高工作频率为16MHz。
按照灭火竞赛的规章要求，配以碰撞传感器、灰度传感器、火焰传感器和传感器。
通过两路PWM控制两只电机以驱动灭火机器人，另外一路灭火电机由I/O口通过光电耦合器挺直驱动。
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基于AVR单片机的灭火机器人设计与实现
`摘要根据灭火机器人的竞赛规则，给出了灭火机器人的硬件结构设计方案和软件设计流程。
所用的机器人处理器为AVR单片机，主要利用红外传感器、光敏传感器对环境进行检测，使机器人在场地中按照预定的方案寻找火源并扑灭。
关键词灭火机器人；传感器；ATmega321 引言机器人竞赛是近年来迅速开展起来的一种对抗活动，它涉及人工智能、机械、电子、传感器、精密机械等诸多领域。
通过竞赛可以培养学生的创新意识、动手能力、团队写作能力等。
其中灭火比赛是开展范围最广、影响最大的机器人竞赛项目之一。
比赛规则为模仿生活中消防员灭火，机器人从H点出发，在四个房间内寻找任意摆放的蜡烛，并且设法将其灭掉。
比赛场地的墙壁高33cm，材质为木板，颜色为黑色。
尺寸如图1所示。
对于比赛，得的分越低成绩越好。
另外根据选择的模式不同，计分时要乘上相应的系数。
图1 比赛场地平面结构2 方案论证与选择U32/M32 控制器采用一个高性能32 位全功能主板，运算速度快，接口齐全，稳定可靠,并且全面兼容UII 平台各种扩展硬件设备。
是您进行比赛应用程序、系统数据采集控制、程序课程教学和高级应用开发的优秀硬件平台。
此硬件平台支持使用VJC 流程图和JC（一种简化的标准C 语言）进行程序开发。
另外,板载大功率电机输出接口使得其更容易使用。
U32/M32 的电路硬件原理和软件库函数技术资料是完全公开的,您完全可以自行扩展各种硬件设备,开发各种新功能应用,甚至是编写更适合您的内核库函数,本手册提供关于U32/M323系统硬件设计2.1系统总体设计U32/M32控制器采用了的ARM7内核是通用的32 位微处理器，它具有高性能和低功耗的特性。
ARM 结构是基于精简指令集计算机(RISC)原理而设计的。
指令集和相关的译码机制比复杂指令集计算机(传统51单片机)要简单得多。
这样使用一个小的、廉价的处理器核就可实现很高的指令吞吐量和实时的响应各种外部硬件。
U32/M32控制器使用了3级流水线技术，处理和存储系统的所有部分都可连续工作。
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论文（设计）题目基于单片机的营救机器人的设计与制作一、选题目的和意义在21世纪的今天，随着自然灾害、恐怖活动和各种突然事故发生的越来越多，在灾难救援中，救援人员用较短的时间在废墟中寻找幸存者的几率比较小，在这种紧急而危险的情况下，救援机器人可以为救援人员提供有效的帮助。
因此，将具有自主智能的救援机器人用于危险而复杂的环境中搜索和营救幸存者是非常实用的。
随着经济的快速发展煤炭的消耗越来越大，而我国的煤炭事业大多数为矿工开采，所以存在的不安全因素很多，瓦斯煤尘和火灾等灾害事故频繁发生，灾害事故严重伤害矿工和造成重大经济损失。
因此开发具有智能的救援机器人是非常具有现实意义的。
目前，救灾方式只是根据事故的类型确定救灾的方案，一般救护人员无法进入危险区域，只能通过提升绞车、移动式风车等设备清除垃圾，向井下通风，然后再搜救遇险矿工。
这种方式危险性大，伤亡人数多，救灾周期长，往往效率低。
随着科技的发展，机器人将被应用到煤矿救灾领域。
二、本选题在国内外的研究现状和发展趋势在救援机器人的研究方面，美国走在了世界前列，他具有独立的实验性无人作业，加上近年来灾难事故的不断增多，小型智能履带机器人的研究工作越来越受到现在人的高度重视。
日本大阪大学研制出蛇形机器人，能在高低不平的模拟废墟上前进，其顶端带有1部小型监视器，身体部位安装传感器，可以在地震后的废墟里寻找幸存者。
当今美国研究的智能机器人，能适应崎岖不平的地形环境、爬楼梯，它主要执行侦察、寻找幸存者、勘探化学品泄漏等任务。
而国内现在针对救援机器人的研究相对分散，主要集中在警用、民用的便携式履带机器人。
虽然我国救援机器人的研究才刚刚起步但进展很快。
例如清华大学精密系及其自动化实验室的微小型机器人可以很好的实现目标、视觉信息的分析处理。
三、课题设计方案[主要说明：研究（设计）的基本内容、观点及拟采取的研究途径和方法。
]移动载体的任务是执行机器人的移动功能，采用关节型履带移动车可以更好的实现在危险环境下的救援工作。
履带移动车比轮式有以下优点：（1）撑地面积大、接地比压小、滚动阻尼小、通过性比较好。
（2）越野机动性能好，爬坡越沟等性能均优于轮式结构。
（3）履带支撑面上有履齿不打滑，牵引附着性能好。
（4）结构较复杂重量大，运动惯性大，减震功能差，零件易损坏。
移动机构作为救灾机器人的移动载体，必须具备以下特点:一定的移动速度和低能消耗;良好的姿态稳定性和高性能;能够适应各种各样的地理环境，有一定的爬坡和越障能力。
现有的救灾机器人移动机构主要有:无肢运动(以蛇形机器人为主) 、轮式、腿式、和履带式等。
蛇形机器人具有运动稳定性好、适应地形能力强和高的牵引力等特点，但多自由度的控制困难，运动速度低;轮式机器人具有结构简单、重量轻、轮式滚动摩擦阻力小和机械效率高等特点，但越过壕沟、台阶的能力差;腿式机器人具有适应地形能力强的特点，能越过大的壕沟和台阶，其缺点是速度慢;轮腿式机器人融合腿式机构的地形适应能力和轮式机构的高速高效性能，其缺点是结构相对复杂;履带式机器人地形适应能力强，动载荷小，设计紧凑，其缺点是重量大，能耗大。
目录摘要及关键词 (1)1 引言 (1)1.1选题的背景和意义 (1)1.2 国内外的发展趋势和研究现状 (2)2 救援机器人的机械设计 (3)2.1机器人的移动机构设计 (3)2.2机器人运动分析 (5)2.3机器人的传动系统设计 (9)3 救援机器人的控制系统设计 (11)3.1硬件设计 (12)3.2智能机器人的软件设计 (15)4 结论 (17)参考文献： (19)谢辞............................................................................................................. 错误！未定义书签。
救援机器人的设计摘要：本设计是一种可携带的履带式救援机器人，它集成了机械工程、电子技术、智能控制、计算机科学等多科领域先进研究成果，在救援中可用于环境勘探、破障、目标指示跟踪，可以为救援人员提供有效的信息以便做出最有效的措施。
本论文的研究目的是设计机构新颖、具有独创性、可携带抗冲击的智能移动机器人。
关键词：可携带履带式机器人；虚拟仿真；复合移动1 引言1.1选题的背景和意义煤炭工业是我国国民经济的基础产业，煤炭在我国能源发展格局中的基础地位是稳固的前景是广阔的建国。
50多年来，煤炭作为我国的主要能源，在一次能源消费结构中占有大部分比例。
随着我国国民经济的快速发展，人民生活水平的不断提高，国家对能源的需求将有大幅度的增加[1]。
针对我国煤炭事故的不断增多，且救援水平较低的现状，研究适用于井下瓦斯、煤尘爆炸等重大事故后，能够代替人及时进入事故现场，监测井下环境状况、准确的判断井下作业人员的受困位置以及获取环境信息的煤矿救援机器人系统，实现煤炭矿灾后科学救援，最大限度的减少人员伤亡和财产损失，从而提高我国煤矿安全事故的救援水平具有非常重要的意义。
随着经济的快速发展煤炭的消耗越来越大，而我国的煤炭事业大多数为矿工开采，所以存在的不安全因素很多，瓦斯煤尘和火灾等灾害事故频繁发生，灾害事故严重伤害矿工和造成重大经济损失。
因此开发具有智能的救援机器人是非常具有现实意义的。
目前，救灾方式只是根据事故的类型确定救灾的方案，一般救护人员无法进入危险区域，只能通过提升绞车、移动式风车等设备清除垃圾，向井下通风，然后再搜救遇险矿工。
这种方式危险性大，伤亡人数多，救灾周期长，往往效率低。
随着科技的发展，机器人将被应用到煤矿救灾领域。
救灾机器人利用自身的优点，能迅速找到井下遇险矿工的位置，降低事故危害性，对提高救灾效率具有重大意义，具体表现为:(1)机器人具有灵活性好、机动性强的特点，有较好的爬坡和越障能力，能适应现场各种各样的地理环境。
比如，蛇形救灾机器人能适应任何的复杂环境，在井下能自由运动。
(2)机器人的探测技术发展迅速，能迅速找到井下遇险矿工的位置。
机器人利用传感器通过探测井下遇险矿工的呻吟声、体温的变化及心脏跳动的频率的信息能找到他们的位置。
其次，机器人的视频探测器(CCD摄像头)具有信息直观、能实现计算机辅助控制等特点，可以将现场环境的图像返回到救灾中心，为进一步控制机器人的运动方向，制定下一步救灾的方案提供决策依据。
最后，机器人还能进入井下区域，监测事故现场(如温度、瓦斯以及有害气体的浓度)的变化，防止事故的二次发生[2].(3)机器人具有为井下遇险矿工投放小包食品、药物和通讯装置等辅助功能，能有效地减少遇险矿工的伤亡人数。
1.2 国内外的发展趋势和研究现状1995年日本神户-大阪地震及其后发生在美国俄克拉荷马州的阿尔弗德联邦大楼爆炸案，揭开了救援机器人技术研究的序幕。
2001年美国的911事件，美国机器人辅助救援中心和其他一些单位的救援机器人参与了救援活动。
例如Foster-Miller公司的系统（图1）、Tolon系统（图2）以及Inuktun公司的Vgtv系统（图3、图4），如下图所示：图1Foster-Miller公司的系统图2 Tolon系统日本的Hirose教授首先提出蛇形机器人运动系统，并研制出了第一个蛇形机器人（如图3显示）图4为蛛型机器人“星标”。
图3蛇形机器人图4 星标随着对救援机器人的不断深入研究，越小而效率高的履带式救援机器人深受大家的喜爱。
在目前的救援工作中，往往释放许多的机器人，以扩大搜索范围，提高工作效率，并且多个机器人协同合作，可以提高信息的可靠性和准确性。
各个机器人之间相互交流可以解决诸如定位、全覆盖、翻越障碍等单个机器人难以处理的问题。
履带式的机器人撑地面积大、摩擦大能更好的翻越障碍，所以现在是主流。
2 救援机器人的机械设计2.1机器人的移动机构设计本文设计的履带式移动机器人是为救援、侦查和监测设备提供移动平台，要求结构简单，体积小，具有较强的越障能力，而且控制简单。
考虑到机构复杂程度和设计成本等因素，本文设计了一种新型的基于四杆机构的履带式移动结构（图5）。
图5四杆机构示意图该结构最大的优点在于利用简单的四杆机构作为其移动机构和变形机构，使其机器人的行进与履带的变形达到车体体积减小，结构紧凑。
这样既使机器人具备了良好的机动性能和环境适应能力，又加强了机器人越障、爬坡性能和对机器人的使用要求[3]。
该机器人的机械主体结构为常见的平行四边形结构。
平行四边形的工作原理如下图 6 所示，在此机构中机架平行四边形的工作原理如下图所示。
在此机构中为机架中，AB、CD图6平行四边形工作原理两构件与机架相连为连架杆，BC为连杆。
平行四边形机构有两个显著特性：一是两曲柄以相同速度同向转动；二是连杆作平动。
当主动曲柄AB以一定速度转动时，从动曲柄CD也以同样的速度转动，而连杆BC作平动，始终与机架AD保持平行状态。
可以明显看出:如果再此机构上搭建工作平台，其最大特点就是工作平台运动平稳可靠，而且运动范围很广，这就决定了机器人的越障性能。
图7是基于平行四边形连杆机构的机器人结构简图。
其中，BC 连杆长为/BC/=L 1，连杆架AB 和CD 长为/AB/=/CD/=L 2,四个履带轮半径均为R 。
图7机器人结构简图为验证绕在轮子四周的履带在机构变形时的总长不变，可假设在机构变形的任意时刻，连杆架与机架之间夹角为θ，履带与四个履带轮A 、B 、C 、D 的包角分别为θ 1 θ 2 θ 3 θ4，则履带总长可由下式计算：()()4321212θθθθ+++++=R L L L从题意可得履带总长为： ()πR L L L 2221++=由上式说明，总长在机构变形过程中为定值，与变形角度θ无关，也就是说，履带在变形中不会发生时松时紧的现象。
2.2机器人运动分析机器人在主动适应环境时具备多种运动功能和形体变化功能，根据机器人运动特点和 形体变化特点总结出以下4种典型运动姿态(如图8所示)。
图8机器人典型运动姿态(l)并拢态并拢态是机器人正常行进姿态(如图(a)所示)，正常行进分为直线运动和转弯两种情况。
机器人两侧运动单元中的履带等速运动可实现直线行走功能，反向或不等速运动可实现机器人滑差转向。
(2)单翼搭接态单翼搭接态是机器人越障、跨沟姿态(如图(b)所示)，作用是在机器人越障、跨沟过程中能展开翼板搭接到高处的障碍物或是深沟对面，给机器人通过提供支撑力帮助攀爬，或者在机器人运动中作为复位姿态出现。
(3)双翼展开态双翼展开态也是机器人的一种行进姿态(如图(c)所示)，能增加机器人x方向的长度尺寸使机器人在跨沟时更具有优势;另外机器人在通过松软地形时以该种姿态行使可以减少对地面的区域集中压力提高路面通过性。
(4)弯身态弯身态是机器人结构变形姿态(如图(d)所示)，可以实现三轮车辆的运动方式，此时两个履带轮作为机器人的前驱动轮，后轮作为支撑轮;该姿态也能抬升中间主体高度升起安装在主体上的监视器，从而拓宽机器人视线扩大侦查范围[4].机器人的越障原理一般分为两种类型一般突起型障碍和其他类型的障碍。