救援机器人
模块化多功能灾害救援机器人
模块化多功能灾害救援机器人项目组成员：李路、张晨峰、王清川、李俊、张凯机电工程学院指导教师：张锋副教授、宋宝玉教授摘要：模块化多功能灾害救援机器人，将传统的单体机器人与多机器人系统相结合，实现了机械组件重组互换、电气系统通用模块化和嵌入式分布控制等技术。
机器人各组件间的模块化特性可以满足救援工作中的各种环境与任务需求，其机械设计独创、电控设计先进高效。
关键词：移动机器人；灾害救援；模块化设计；即插即用1.选题背景本课题研究来源于国家大学生创新性实验计划。
立项之初，正值512汶川大地震灾后时期，灾害救援成为新时代背景下急需解决的新难题。
抗震救援的经验表明传统意义的救援设备用途过于单一，功能缺乏整合；现有的救援机器人体积过于庞大，环境适应性欠佳。
同时，现代意义的灾害救援已不仅局限于自然灾害救援，多种环境的综合救援才是迫切需要解决的问题，模块化多功能灾害救援机器人正是基于此立题的。
2.方案论证为适应多种空间环境与任务需求，机器人需要具备各种地形的适应能力和各种功能组件的兼容性与互换性。
现有灾害机器人的研究可分为单一机械本体，分布式控制两大方向。
2.1 单一机械本体的多用途救援机器人机械体系固定，底盘模式单一，负载能力强。
此方式发展较早，较为成熟，多为针对特殊的场合设计，由于固定的底盘模式，无法适应多种环境与不同任务功能的快速切换。
2.2多机器人系统采用多机器人实现机械外形的自组与重构。
此种机器人多由若干个外形相同、功能各异的子机器人构成，并根据不同的环境进行组装，以适应不同需求。
由于自身结构特点，负载能力较小。
2.3方案分析综合分析以上两种方案后，本设计采用“积木式”的模块化机械连接方案，既具有单一本体式机器人的强负载能力又兼备多机器人系统的灵活互换性。
首先，机器人采用多种通用型底盘，以适应不同的任务要求。
其次，采用通用的机械连接与电气连接，实现模块化的互换要求。
最后，设计统一的主体核心模块系统，兼容各种底盘，提供电力、指挥控制、同时可加载各型辅助设备。
救援机器人
救援机器人作用:地震废墟寻找生命、帮助破拆，代替人工进入废墟，进行搜救，。
一方面可以进入人工搜救所达不到的地方；其次，对救援人员生命安全的一个保障。
应用技术：热源感应技术、生命探测技术、摄影技术、红外扫描技术，空中监测技术、红外遥感技术。
应用设备：热源感应器、生命探测仪、夜视摄像头、二氧化碳检测器、输氧设备、给养运输设备、螺旋桨（穿梭废墟之中的空中无人机）商业模式：主要应用于消防，解放军，这些官方部门，主要销售给他们，销售给政府，保证百姓与营救人员的人身安全，使安全系数最大化。
风险：任何发明都是有风险的，然而我觉得这个最大的风险就是机器人到废墟深处运行出现问题，例如出现卡壳现象，死机，信号被干扰，所以这个都是技术上可以避免的，这个风险还是可控的。
思想来源：在一个废墟中，我们不可能每一个细节都做的尽如人意，很多种情况都需要我们人工深入救援。
例如滨河工业区的爆炸，如果不是消防员进入火场勘测，而是机器人进入勘测，先行解除隐患，我们可以减少一大部分伤亡，而且可以更加从容的制定出应对策略，可以有更多的时间、想出更好的办法。
化工厂爆炸，会生成很多对人体有害的物质，这无疑是对人身安全的一种威胁。
日本福岛的核爆炸，就很好的应用到了机器人救援技术，使伤亡大幅降低。
从2008年汶川地震到现在8年。
8年以来，我们地震灾后救援时间在一点点缩短。
正因为加入了机械力量，降低了破拆得难度，使伤亡系数降低。
此创意具有很大的发展潜力。
具体模型架构：仿照航母的结构进行设计，制作出一个类似于“母子机”的这么一款机器人，一个大的机器人里装上具有不同功能的小机器人，生命探测，红外监测，废墟勘探这些需要进入狭小的空间的工作，交给小机器人去做，大机器人主要负责表面勘测，根据小机器人反映回来的废墟下的影像进行破拆，可以大大的降低人工挖掘的难度。
利用机器人之间的配合取代人为体力的调配问题。
大机器人利用太阳能转化为电能进行工作，小机器人靠大机器人供电实现工作。
救援机器人简介演示
水灾救援
水下搜索
在水灾中，救援机器人可以进入水下环境，搜索并找到被困人员。
打捞和运输
救援机器人可以携带打捞设备，对被困人员进行打捞，同时还可以 运输物资和设备，提供必要的支持。
探测和测量
救援机器人还可以利用传感器和测量设备，探测水下的地形、障碍 物等信息，为救援人员提供决策依据。
其他灾害救援
核辐射救援
救援机器人将更加智能化，具备自主决策和学习 能力，能够根据环境变化做出快速响应。- 多功 能化发展
救援机器人需要具备高度智能化的技术，包括传 感器技术、控制技术、通信技术等，以实现自主 导航、决策和交互等功能。- 环境
救援机器人通常采用高性能电池作为动力源，如锂电池、镍氢电 池等。
能量管理
电源技术涉及能量管理策略，通过优化功耗、回收能量等方式， 延长机器人的工作时间。
充电方式
电源技术还需支持快速充电功能，以便在必要时为机器人快速补 充能量。
06
未来救援机器人的发展趋势和 挑战
未来救援机器人的发展趋势和挑战
发展趋势- 智能化发展 面临的挑战- 技术挑战
控制技术
运动控制
01
救援机器人需要具备稳定、精确的运动控制能力，以实现自主
行走、越障等动作。
路径规划
02
控制技术还包括路径规划，根据感知到的环境信息，为机器人
规划出安全、有效的行进路线。
决策与任务执行
03
控制技术还需处理各种决策问题，如任务选择、优先级排序等
，确保机器人在执行任务时能够做出正确的决策。
通信功能
救援机器人可以与外界建立通 信联系，及时传递被困人员的
状况和位置信息。
自主导航功能
救援机器人具备自主导航能力 ，能够在复杂的环境中自主行
消防救援机器人特点及参数
消防救援机器人实物图
Байду номын сангаас
消防救援机器人特点及参数zy08
消防救援机器人适用于石油化工、油罐区、大型仓库、小 型森林火灾等大面积场所的A、B类火灾以及有毒气体、液 体泄漏稀释和冷却；适用于消防队员无法靠近的灭火救援 场所。
1、 动力强劲：免维护电池组提供强劲动力；履带驱动。可负载 由运动；可连接两条高压水带并拖动至指定位置。 2、 通过能力强：折叠履带结构针对实际灭火环境，装有宽型 全地形通过；可原地旋转；可穿越狭小的门及墙洞。可在楼梯 梭。 3、 防护能力强：车体水幕保护，内部元件双重防水设计。能 作业的消防灭火机器人提供有效的防护。 4、 作业范围大：定点作业时，控制范围可达俯仰70°，水平12 间；运动作业时，控制范围可达俯仰70°，水平360°的立体空间 5、遥控距离远：遥控距离可达100-300米。
6、定点能力强：可在坡度40°以下的斜坡任意地 点停车。 7、侦查功能强大，可以搭配红外热像仪、无线 气体探测器、360度全景摄像机等。 8、防水等级IP67,防爆，自带细水雾冷却装置， 搭载红外摄像机
车体重量： 175kg 履带宽度： 150mm 遥控距离： 300m 消防水炮俯仰： 70° 消防水炮流量：可调 喷射距离：50-100米 消防水炮功能：可实现雾化/直流切换，仰射/ 俯射角度切换，左右摇摆功能 车体尺寸：1120mm*720mm*980mm 负载能力： 350kg 行走速度：15Km/h 消防水炮水平： 120°
救援机器人分类及特点
救援机器人分类及特点【摘要】救援机器人是一种能在灾难救援中发挥重要作用的机器人。
根据功能，救援机器人可以分为不同类别，如搜索救援、救援运输等。
按照行动能力，可以分为陆地、水下、空中等类型。
救援机器人具有自主性强、适应性强和速度快的特点。
自主性强使其能够自主完成任务，适应性强使其可以适应各种环境，而速度快则能够迅速响应灾难救援需求。
救援机器人在救援中扮演着重要角色，为救援行动提供了有效支持。
由于其多样化的功能和强大的特点，救援机器人将在未来的灾难救援工作中发挥越来越重要的作用。
【关键词】救援机器人、分类、特点、功能、行动能力、自主性、适应性、速度、灾难救援、重要作用1. 引言1.1 救援机器人分类及特点救援机器人是一种应用于灾难救援和紧急救援任务中的特殊类型机器人。
它们能够在受灾区域或其他危险环境中执行各种任务，包括搜索和救援受困人员、提供医疗救治、清理灾害现场等。
救援机器人的分类主要基于其功能和行动能力，以及具有一些共同的特点。
基于机器人功能的分类包括多种类型，比如搜索与救援机器人、医疗救护机器人、搜救机器人、救火机器人等。
这些机器人根据不同的任务需求，装备有各种传感器、机械臂和其他设备，能够灵活应对各种复杂情况。
基于机器人行动能力的分类主要包括地面机器人、空中机器人和水下机器人。
地面机器人可以在陆地上移动，搜救受困人员；空中机器人可以飞行在空中，迅速响应，提供俯视图像；水下机器人可以潜水到水下危险区域执行任务。
救援机器人具有自主性强的特点，能够根据预设的任务执行路径独立完成任务。
其适应性强，能够适应各种恶劣环境，如高温、有毒气体等。
而且救援机器人速度快，能够在最短时间内到达灾害现场，展开救援行动。
在灾难救援中，救援机器人发挥着重要作用，可以帮助减少人员伤亡，提高救援效率，对于救援工作有着不可替代的重要地位。
的研究和发展，将进一步提升救援机器人在灾难救援中的应用价值。
2. 正文2.1 基于机器人功能的分类救援机器人的分类可以根据其功能来划分，主要分为几类：搜索救援机器人、救援运输机器人、救灾物资分发机器人和医疗救援机器人。
智能救援机器人的设计解析
智能救援机器人的设计解析自从1920年捷克斯洛伐克作家卡雷尔，恰佩克的《罗萨姆的机器人万能公司》问世，人们便对机器人充满了幻想与期待。
随着社会的不断发展，各行各业的分工越来越明细，机器人也能在其中扮演重要的角色来替代人们的劳动。
与此同时，随着科学技术的发展，探险、救灾、排爆等危险场合工作的机器人，以及自动化生产中机器人的应用也日益广泛。
因此，智能救援机器人的研制已成为急需和必要，文章就智能救援机器人的设计进行了探讨。
1 智能救援机器人的硬件设计该智能救援机器人主要由电源模块、检测感应模块（实现巡线、避障、捡放硬币、测距功能）、声光报警模块、控制器模块、电机驱动模块、显示模块六部分组成，其结构框图如图1所示。
智能救援机器人全部能量来源于位于机器人底部的六节五号电池，经过传统的7805稳压电路给其单片机及外围传感器供电，其电路如图2所示。
部分传感器采用5V低电压供电可以避免机器人过早检测障碍物而停止前进。
1.2 检测感应模块1.2.1 巡线电路巡线模块我们采用红外对管。
红外对管由LED和光电三极管组成，光电三极管根据从地面反射回来的LED的光的强度而改变积极基极电流。
在光电三极管基极接一上拉电阻，则可根据基极电压的测量判断反射光的强弱，强光说明探测器下方是白色，弱光说明下方光较弱，大部分光被黑线吸收。
对于输出的模拟信号，我们将其引入五个电压比较器LM339进行处理。
电压比较器LM339的一输入端接红外对管，另一端接滑动变阻器，通过对滑动变阻器的调节可以实现对红外对管对黑线的灵敏度。
比较器LM339的另一端接上拉电阻后进入单片机进行探测。
1.2.2 避障电路避障部分采用光电开关，将其安放在机器人需要测量的各个方向。
为减少它的测量距离保证机器人的正常运行，我们采用的是低电压5V供电，供电电压虽略显不足，但能保证它的正常短距离探测。
光电开关的信号线的高低电平可反映前方障碍物的有无，障碍物检测电路如图3所示。
救援机器人的发展及其在灾害救援中的应用
救援机器人的发展及其在灾害救援中的应用Ξ董晓坡,王绪本(成都理工大学信息工程学院,成都610059)摘要:灾害搜救工作的复杂性、危险性和紧迫性给救援工作带来了极大的困难。
救援机器人以其体积小、灵活等诸多优点成为灾害辅助救援的有效工具并引起全世界的广泛关注。
文中分析了救援行动中使用救援机器人的必要性和可行性,介绍了国内外救援机器人的研究历史和发展概况,对目前的几种救援机器人运动方式和通讯控制方式的优缺点进行了比较。
通过分析灾害救援行动中救援机器人所面临的挑战以及国内外救援机器人技术研究的热点及发展方向,给我国研制开发救援机器人提出了若干建议。
关键词:灾害;搜索与救援;机器人中图分类号:X4 文献标识码:A 文章编号:167222132(2007)01201122060 引言全世界每年都遭受着大量自然灾害和人为灾害的破坏。
巨大的灾害会造成大面积的建筑物坍塌和人员伤亡,灾害发生之后最紧急的事情就是搜救那些困在废墟中的幸存者。
研究表明,如果这些幸存者48小时之内得不到有效的救助,死亡的可能性就会急剧增加[1]。
然而,复杂危险的灾害现场给救援人员及幸存者带来了巨大的安全威胁,也会阻碍救援工作快速有效地进行。
使用救援机器人进行辅助搜救是解决这一难题的有效手段。
1 救援机器人应用的必然性1.1 灾害现场影响救援工作的主要因素 灾害现场通常复杂而危险,影响救援工作的因素主要有3种。
(1)空间限制。
救援实践表明,幸存者通常被困在那些坍塌所形成的空间中,充分搜索这些空间具有重要意义。
遗憾的是这些空间和通道通常非常狭小以至于救援人员根本无法进入,这些地方突出的钢筋和碎块以及其他建筑材料又会给救援人员和搜救犬带来伤害。
(2)结构不稳定。
灾害发生之后建筑物的力学结构遭到破坏,救援人员进入废墟之中必须时刻提防随时可能落下的碎块。
同时,在进行救援工作时也可能引起废墟二次坍塌,给救援人员自身和废墟下被困的幸存者造成伤害。
这给救援人员带来了极大的危险和心理负担,影响救援工作的快速展开。
救援机器人的市场分析
近段时间以来，梅雨季的到来让我国不少城市进入汛期，大部分南方城市更是面临严重暴雨、洪水等灾害。
在此背景下，各式救援机器人被委以重任。
例如在扬州，水上搜救便用上了无人机；同时在武汉，防汛应急也用上了机器人；此外在浙江、湖南、四川等省市，无人机、机器人也都成为应急救援抢险的标配。
而我们知道，一直以来机器人领域应用较多、发展较快的都是工业和服务机器人，特种机器人向来比较低调。
像救援机器人，市场发展就长期处于蛰伏期，那么近年来，其又是如何成为众所青睐的对象的呢？其实，救援机器人发展空间和潜力的爆发，既得益于需求的释放，也离不开技术突破与商用价值的支撑。
救援机器人价值凸显众所周知，我国是一个灾害频发的国家，不管是核电、化工、矿难、火灾、交通等人为事故，还是地震、海啸、台风、洪水、干旱等自然灾害，频繁多发的各种灾害总在威胁着人们的生命与安全。
基于此，为减少灾害带来的损失，除了平时要注意自然保护、遵循生产规范、提升安全意识外，灾后救援同样重要。
而传统的应急抢险救援方式，主要依赖人力。
期间可能也会有相应装备辅助，但人工救援仍然是主流。
这就导致，一方面由于灾后空间狭小、环境恶劣等问题，救援人员难以深入现场；另一方面，二次灾害随时有可能发生，处置稍有不当就可能给救援人员也带来严重安全危害。
因此，传统救援方式也存在不少弊病。
那么，如何让刻不容缓的救援工作能得以快速实施，同时又不会产生那么多的问题和困难呢？这便给了机器人登场的机会。
像工业和服务领域一样，救援领域也可以采用“机器换人”的方式，通过利用机器人参与到矿难、火灾、地震、洪水等灾害救援场景之中，不仅能够提升救援效率，同时也能保障人员安全。
相比于人类的血肉之躯，机器人拥有坚硬的外表和灵活的身躯，这使得其既能够抵御各种恶劣环境的侵袭，轻松进出各种人类无法企及的场所，具备高强适应性。
与此同时，机器人所具有的强大功能，也使得其能够更加专业化和有针对性的实施各种救援行动，让救援变得更加合理、高效、精准、安全以及全面。
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救援机器人煤矿救援机器人研究现状及关键技术1、煤矿救援机器人工作环境煤矿救援机器人工作的环境，往往是结构化地形环境和非结构化地形环境的综合。
（1）井下巷道的布局、轨道、水沟、人行道、管道和电缆等的铺设以及各种设备的布置都是根据矿井实际需要，按照国家或行业标准建造，这些都属于结构化地形。
（2）井下主要有火灾、水灾、顶板事故、瓦斯事故和煤尘事故五大灾害。
瓦斯爆炸是煤矿最严重的灾害事故，爆炸产生的高温高压使附近的气体产生巨大的冲击波，造成井下设施的破坏。
冲击波扬起的煤尘参与爆炸，产生更大的破坏力，引发顶板冒落、煤壁片帮以及设备翻倒等事故。
这种地形是复杂的非结构化地形。
2、国内外研究现状（1）国外研究现状1998年Sandia智能系统机器人研究中心研制了“RATLER机器人”，该机器人采用无线控制，利用自身携带的摄像头,可以识别煤矿的入口，同时传回有用的周围环境信息。
图1 RATLER机器人卡内基梅隆大学研制了Groundhog四轮驱动机器人，用于检测矿井有害气体浓度和对井下巷道进行三维成像，通过电缆将测得数据传到地面指挥人员。
但在首次试验时，机器人进入到距离矿井口30米处，因计算机进水，而被迫中止。
图2 Groundhog侦查机器人图3为2006年美国东部西弗吉尼亚州阿普舒尔县萨戈（ Sago）煤矿发生矿难运用的机器人。
2007年8月美国Utah州发生煤矿事故，救援人员派出了University of South Florida研制的图4所示救援机器人，但因机器人中途行进过程中陷入泥潭而受阻。
图3 美国救援机器人图4南佛罗里达救援机器人Gemini Scout是美国职业安全与健康中心资助圣帝亚国家实验室研制的一款矿井救灾机器人，如下图所示。
它为履带式双节机器人，长1.2m，宽 0.7m，在身体上方有一个高出机体的摄像机桅杆，其上安装了一个能透过烟雾和尘埃的红外摄像头，配置了有毒气体传感器和爆炸气体传感器。
由一个灵活的关节连接身体的两节，使它能够通过复杂的地形和狭窄的角落。
采用遥控方式，由于无线控制容易受到井下环境的干扰，它同时以光纤通信装置为备用，以保障通信畅通。
它能够先于搜救人员进入危险的环境，为救援提前感知现场情况，当它寻找到伤员时，能够引导伤员到安全的环境，提供氧气、水、药品等必需品，它还能改装成能将伤员搬动或拖到安全地点的救援机器人。
图5 Gemini Scout矿井救灾机器人BEAR 救护机器人由美国维克那机器人公司研制，是一款类人救援机器人。
它采用双腿独立式履带，除自主移动外，还可利用膝盖、臀部或脚改变身体高度，以适应不同的地形条件，如图6所示。
图6 BEAR机器人东京工业大学的广濑是最早从事救援机器人研究学者之一，由他带头研制的蛇形机器人主要有SOURYU-I、SOURYU-II、SOURYU-III、ACM-R5。
SOURYU-III分别连接作为能够姿势变化的活动关节连接三个履带机构构成履带机器人。
ACM-R5蛇形机器人为水陆两用机器人利用模块化技术设计，整个本体结构分为多节，每节都在圆柱形物体上安装六枚类似鱼鳍的构件，然后利用履带将各节连接起来。
鱼鳍的顶端装有脚轮，但这种脚轮并不产生驱动力，而是通过蛇行方式或扭动身体实现陆地移动。
在水中的运动可以通过身体蛇行或螺旋运动来实现。
图6 SOURYU-III蛇形机器人图7 ACM-R5蛇形机器人2006年6月，日本研制出新型搜救机器人—木槿，如图5所示，木槿全身都是特制的履带，四肢能够独立遥控，移动自如，具有较强的越障能力和环境适应能力，并装备了红外热敏摄像头，可以对受困人员或死难者进行定位，将拍摄的图像传送给救援人员。
图8 日本搜救机器人木槿日本横滨警察署研发设计的爬行者（Crawler ）（如图 3 所示）的承载极限为250lb（1lb=0.4536 kg），该机器人的主要作用是依靠“舱体”将被困人员安全运出危险区域。
大阪大学研制的足式救援机器人ASTER ISK星标蜘蛛机器人，该机器人主要用于信息采集，如下图10所示。
图9 Crawler救援机器人图10 ASTER ISK星标蜘蛛机器人RSV 矿井探测机器人是由 Camborne 大学设计制作，主要用于煤矿井下调查，全名为遥控调查机器人，装备激光扫描工具、无信通信模块，增加了井下探测范围。
图10为南加利福尼亚大学的CONRO多态搜救机器人。
图 10 RSV 矿井探测机器人图 11 CONRO多态搜救机器人（2）国内研究现状中国矿业大学救灾机器人研究所研制了CUMT-I 型矿井救灾机器人，是第一台用于煤矿救灾的机器人。
如图 10 所示，该机器人采用履带式行走机构，配置低照度摄像头，能够在烟雾和粉尘环境下获取井下视频信息，同时装备水、药品、工具等救灾物资，能帮助被困者展开自救。
KRZ-I 矿用井下机器人装置，由哈尔滨工业大学机器人研究所为唐山开诚电器有限公司研制，如图 11所示。
该机器人的行走机构为中部履带加前后摆臂三节式履带行走机构，由前摆履带、后摆履带、主驱动履带组成，摆臂摆腿收拢时长度约为 1.1m，展开时约 1.5m，配置 CH4、CO、H2S 等有毒气体传感器和湿度、温度传感器，质量接近 200 千克，工作时间 2 小时。
能爬越 30斜坡、翻过单级台阶 400mm、越沟宽度 600mm、涉水深度 300mm。
采用无线遥控和光纤通信两种遥控方式，井下机器人控制系统能对各个关节摆动、行走、转向等进行控制，井上控制盒上有两个控制摇杆和若干控制按钮以对井下机器人发出控制指令。
通过无线传输的方式实现井下实时视频信息、语言、传感器读数等参数的传送。
图12 CUMT-I 煤矿救灾机器人图13 KRZ-I 矿用井下机器人装置2009 年 6 月，河北省唐山市成功研制了矿用抢险探测机器人（如图 12所示），该矿用抢险探测机器人具有防爆、越障、涉水、自定位、采集识别和传输各种数据的功能，能进入事故现场采集影像、数据信息，为及时抢险救人提供重要依据和参考。
图14 唐山的煤矿探测机器人沈阳自动化研究所研究了一种链式结构变形机器人，如图14。
该机器人采用新型链式结构避免干涉，通过连接臂和偏置关节实现了结构的组合和变形。
模块的信仰和偏转关节分别置于模块两侧，模块间通过连接臂来进行连接，通过模块与连接臂间相对位置的变化实现变形。
图15 沈阳自动化研究的链式机器人河南科技大学设计了一种新型的可穿戴式煤矿救援机器人，提出了基于脚部压力信息的传感系统设计方案，通过脚底4个压力传感器，采集人体在不同步态阶段脚底压力信息，为可穿戴式煤矿救援机器人控制系统提供相应数据。
冯新刚设计了一种基于ARM竖井救援机器人。
竖井救援机器人外形结构如图17所示，系统由PC井上控制器、井上和井下ZigBee无线通讯部分、ARM井下控制中心、井壁固定控制部分、水平定位控制部分、机械臂、手控制部分、抱臂控制部分、井下环境探测控制部分等组成。
ARM控制中心实现井下环境监控；控制救援机器人到达预定位置后通过井壁固定装置纵横向伸展与井壁撑紧对自身的固定；通过水平定位装置控制两支机械手水平定位到落井人员的肩部；通过机械臂控制机械手沿垂直方向靠近落井人员的肩部；通过控制3自由度机械手精确挟持住落井人员的双肩；通过控制抱臂装置抱紧落井人员的腰部，固定其身体；最后把落井人员救出。
图16 可穿戴式煤矿救援机器人图17 ARM竖井救援机器人天津理工大学李浩等研究了一种轮履复合救援机器人。
该机器人采用了轮履复合变体轮，一种由驱动主轮、可变形履带、伸展机构及传动机构等组成的新型轮系。
在较好的路况下，变体轮以轮式状态行进以保证救援机器人具有较高的速度；在复杂地形下，变体轮可由内部伸展机构展开成三角履带以达到高通过性的要求。
图18 轮履复合变体轮原理图如图19所示的狭小缝隙搜索机器人，同样采用履带式设计，但是不同于废墟表面机器人的是，它的体积更小，而且可以根据缝隙的大小，进行变形，以便更好的通过缝隙。
具体变形方式为4种，分别是三角型、并排型、直线型和D 字型。
其中直线型可将3条履带并为一线，此时机器人宽度仅为20 cm，可以钻入救援队员无法进入的细小缝隙，减少搜索救援的死角，同时可以通过搭载相关的图像或者其他传感模块，将废墟结构的内部信息传给外面操控的救援人员。
图19 狭小缝隙搜索机器人3、研究要点根据煤矿井下环境，搜救机器人应满足以下要求：（1）在非结构化的井下环境和台阶、楼梯等结构化环境中都有良好的通过能力、机动能力和运动稳定性；（2）移动系统对传感、控制系统依赖性小，可以实现局部自主；（3）具有较强的数据采集能力和实时通讯能力，及时采集数据并把它们传递到地面系统；（4）在复杂环境中具有一定的自我防护能力，有良好的防爆、耐热、防水和防尘等性能；（5）在平坦路面上运动时，具有较高的运动速度和较低的能耗；（6）质量轻、体积小，各部分连接简单、可靠，便于制造和维修。
研究要点主要包括如下内容：3.1机械结构（1）机器人移动平台现有的机器人移动平台包括：1）轮式移动机器人由于轮式移动机构翻越沟壑、连续台阶的性能不佳，这几年发展了一些动态连接车体与车轮的新型悬架，以改善轮式移动机构的特性，提高轮式移动机构的越障性能，如以下几种典型的轮式移动机构悬架。
A、6 轮摇臂—转向架式悬架图20 六轮摇臂—转向架式悬架B、6×6 独立铰链式悬架图21 6*6独立铰链式悬架机构简图C、复合变结构轮腿式悬架复合变结构轮腿式移动机器人具有 4 组复合轮腿式驱动机构，整体对称。
腿式机构分大腿和小腿，机体与大腿用髋关节连接，大腿与小腿用膝关节连接，每个关节均有关节驱动电机。
同时在关节处还设有髋关节驱动轮、膝关节驱动轮和小腿未端的被动万向轮，驱动轮独立驱动。
在平坦地面时，抬高膝关节驱动轮，仅使用髋关节驱动轮行驶，以简化控制，提高驱动效率；复杂地形条件下采用四腿迈步的方式实现行走；而在较高台阶、沟壑、楼梯等非结构地形条件下则采用轮腿复合模式运动，通过腿的抬高或支撑和驱动轮的共同作用，实现越障。
图22 复合变结构轮腿式悬架D、轮腿结构合一式图23 RHex小型移动机器人2）履带式移动机器人履带式移动机器人可分为不同类型，根据履带的节数，可分为单节双履带移动机器人、双节四履带移动机器人、多节多履带式移动机器人；根据履带结构是否可变，可分为固定履带结构移动机器人、可变形履带移动机器人；根据移动机构组成的种类，可分为纯履带移动机器人、复合形履带式移动机器人。
A、单节双履带移动机器人图18所示机器人采用单节双履带移动机构，为提高越障性能，采用三角形履带结构，使移动机器人前部履带面与地面成 45左右倾角，提高机器人通过台阶等障碍地形的能力。