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1、提供全套毕业论文图纸，欢迎咨询第一章 概述1.1 选题背景和选题意义灾难的来临无法预测，但是救援的快、及时、有效是我们的希望，让受灾之人及时脱离危险是我们的职责。为救援而采用先进科学技术研制的小车，如地震救援专门用于大地震后在地下商场的废墟中寻找幸存者执行救援任务的小车。这种小车配备了彩色摄像机，热成像仪和通讯系统。这些小车在模拟现实的环境中完成了移动、定位、目标搜索、救援等行动。在煤矿事故的抢险救援中，研制的小车采用履带式的走行机构，具有一定越障能力。该小车具有环境侦察能力，可以通过在小车上安装光学监视装置，查看井下巷道的破坏情况，通过无线或有线网络传输实时视频图像。身上安装了井下有毒气体、
2、压力、温度等检测仪，对现场危险气体进行检查，确保救援人员的安全。通过双向语音传送系统，小车可发挥“电话”功能，救援人员可及时了解被困人员的信息与周围环境，帮助井下人员树立信心，实现互助自救为救援研制的小车举不胜数，并且随着小车的飞速发展，小车的功能日新月异，但目前大部分小车都存在翻越障碍等问题，因此救援弹跳小车应运而生。基于上述背景，我们小组共同设计制作这地震搜救弹跳小车。它主要利用车体上的弹簧压缩产生弹性势能，弹簧释放时，作用于地面的力反作用于小车，使小车向前跳跃前进，更好的解决了越障问题，并且当小车在行驶或翻越障碍物时发生翻车现象的情况下，我们的小车照样能够行驶以及跳跃。这些功能使我们小车
3、具有广泛的应用前景。1.2 国内外目前研究状况1.2.1 国内外现状目前国内外的产品早已是多种多样：1.2.1.1 搜救“蛇眼”作用：到瓦砾深处救援的第一步是搜索。幸存者埋在瓦砾堆中，用手去一点点地挖开瓦砾显然太慢，用重型机械去移动又有可能伤着人。各种搜索仪器可以帮上忙。“蛇眼”就是一种搜索仪器，它的学名叫“光学生命探测仪”，是利用光反射进行生命探测的。仪器的主体非常柔韧，像通下水道用的蛇皮管，能在瓦砾堆中自由扭动。仪器前面有细小的探头，可深入极微小的缝隙探测，类似摄像仪器，将信息传送回来，救援队员利用观察器就可以把瓦砾深处的情况看得清清楚楚。很多博物馆和超市用的防盗装置就是这种光学探头加观察
4、器的仪器。热红外生命探测仪作用：通过感知温度差异来判断不同的目标，因此在黑暗中也可照常工作。王教授说，这种仪器有点像现在商场门口测体温的仪器，只是个头比那个大多了，而且带有图像显示器。声波振动生命探测仪作用：靠的是识别被困者发出的声音。人类有两个耳朵，这种仪器却有36个耳朵，它的耳朵叫做“拾振器”，也叫振动传感器，它能根据各个耳朵听到声音先后的微小差异来判断幸存者的具体位置。说话的声音对它来说最容易识别，因为设计者充分研究了人的发声频率。如果幸存者已经不能说话，只要用手指轻轻敲击，发出微小的声响，也能够被它听到。关键是噪声的影响不能太大。1.2.1.2 救援液压钳作用：如果现场钢筋交错，就要看
5、液压钳的本事了。这种钳子的体积并不大，但是由于应用了液压原理，一把小小的钳子就能把钢筋一根根剪断，为营救工作赢得宝贵的时间。救援小车作用：前不久，日本科学家研制了一种蛇形小车，并称它不久就能在地震救援中发挥作用。这种小车的原理类似于前面提到的“蛇眼”搜索仪器。跟“蛇眼”相比，蛇形小车更灵活，它的每一个关节都有一个微型马达为其提供动力，活动更为便捷。月球灯作用：天色暗下来，但抢救不能停。 月球灯的作用非常抢眼。月球灯由高达2000瓦的电力支持，据说，两个月球灯就能照亮一个足球场。小气垫作用：找到了幸存者就该施救了。这可是个力气活，有时要抬起沉重的楼板。很难想象一个小小的气垫就能完成这个工作。这种
6、气垫比枕头大不了多少。没充气时瘪瘪的，只要有5厘米的缝隙就能把它塞进去。然后用气瓶把里面的气压加到8个大气压，“气鼓鼓”的垫子就能顶起楼板了。气垫的材料相当讲究，最早人们用钢丝网添加橡胶来做，后来改用新型材料高强度芳族聚酰胺，这种材料非常坚韧，防暴警察用的手套也是用它做的，带上这种手套，警察就能面不改色地握住锋利匕首的刀刃。生存工具箱作用：准备一个生存百宝箱也是非常重要的。军用飞机通常都会随机带着生存工具箱，工具箱的内容根据他们要飞往的地区而定，有为水上求生准备的，有为酷热气候准备的，有为严寒气候准备的，还有一个飞行员救生背心。1.2.2 发展趋势结构简单化结构复杂的设备不见的更可靠，相反，越
7、简单的结构越有可能可靠，关键是要有合理的设计。体积缩小体积大的设备要求足够大的安装空间，要是需要搬运的设备就显得太多的不便，缩小体积不但可以减轻重量，而且便于调用。使用简单、灵活如果装置操作稍有复杂，在搜救情况下操作简单可行。1.3 本项目研究内容1.3.1 弹跳小车的用途与规格灾难的来临无法预测，但是救援的快、及时、有效是我们的希望，让受灾之人及时脱离危险是我们的职责。为救援而采用先进科学技术研制的小车，如地震救援专门用于大地震后在地下商场的废墟中寻找幸存者执行救援任务的小车。这种小车配备了彩色摄像机，热成像仪和通讯系统。这些小车在模拟现实的环境中完成了移动、定位、目标搜索、救援等行动。在煤
8、矿事故的抢险救援中，研制的小车采用履带式的走行机构，具有一定越障能力。该小车具有环境侦察能力，可以通过在小车上安装光学监视装置，查看井下巷道的破坏情况，通过无线或有线网络传输实时视频图像。身上安装了井下有毒气体、压力、温度等检测仪，对现场危险气体进行检查，确保救援人员的安全。通过双向语音传送系统，小车可发挥“电话”功能，救援人员可及时了解被困人员信息与周围环境，帮助井下人员树立信心，实现互助自救为救援研制的小车举不胜数，并且随着小车的飞速发展，小车的功能日新月异，但目前大部分小车都存在翻越障碍等问题，因此救援弹跳小车小车应运而生。基于上述背景，我们小组共同设计制作这地震搜救弹跳小车。它主要利用
9、车体上的弹簧压缩产生弹性势能，弹簧释放时，作用于地面的力反作用于小车，使小车向前跳跃前进，更好的解决了越障问题，并且当小车在行驶或翻越障碍物时发生翻车现象的情况下，我们的小车照样能够行驶以及跳跃。这些功能使我们小车具有广泛的应用前景。1.3.2 设计目标双向行驶。小车可实现双向均能行驶以及弹跳的功能。手动控制。安全裕度高，使用寿命长。灵活实用。该装置研发出小车行驶灵活和控制安全简便。设计先进，结构紧凑。第二章 弹跳小车方案（一）分析与设计2.1 弹跳小车的基本功能及其展开分析灾难的来临无法预测，但是救援的快、及时、有效是我们的希望，让受灾之人及时脱离危险是我们的职责。为救援研制的小车举不胜数，
10、并且随着小车的飞速发展，小车的功能日新月异，但目前大部分小车都存在翻越障碍等问题，因此救援弹跳小车应运而生。基于上述背景，我们小组共同设计制作这地震搜救弹跳小车。它主要利用车体上的弹簧压缩产生弹性势能，弹簧释放时，作用于地面的力反作用于小车，使小车向前跳跃前进，更好的解决了越障问题，并且当小车在行驶或翻越障碍物时发生翻车现象的情况下，我们的小车照样能够行驶以及跳跃。2.2 结构方案的设计2.2.1 动物的弹跳机理（以袋鼠为例）袋鼠的跳跃运动的奥秘就在于袋鼠后腿强大的跟腱里。通过实时动态地调整重心、起跳受力点以及起跳力度三者之间的关系，使身体保持向前运动的状态。该方案节约能量、跳跃方式灵活机动，
11、但是，其结构复杂，控制过程复杂，在小型小车上很难实现理想的效果。因此无法采用动物的弹跳机理。2.2.2 大炮的发射原理确定好着弹点之后，直接计算出射击诸元如仰角、装药量等，然后发射炮弹，是一个静态过程。其结构简单，控制过程简单，易于实现。图1 弹跳小车俯视图2.3 弹跳小车的主要技术性能及特点2.3.1 主要技术参数：弹跳高度:0.5m弹跳角度:45自身重量:5kg2.3.2 主要性能、特点能够实现基本的小车行驶功能，并且小车翻车后小车亦能前进无阻；弹簧压缩蓄能以致能够实现弹跳的能力；能够实现支撑小车形成一定的角度，小车翻车后亦能支撑一定的角度，再次弹跳。第三章 弹跳小车方案（一）动力设计计算
12、3.1 电机功率的确定3.1.1 车轮电机的选择DC12V直流减速电机功率：15W 型号：LJ555扭力：1kgfcm 转速：120r/min电机外型尺寸：图2 电机尺寸图3.1.2 弹簧压缩电机的选择要求：快速停止，准确定位表1 电动机选择选择J24SY004-J1电机3.2 舵机的选择3.2.1 驱动舵机选择此舵机的作用是要驱动螺杆转动，螺母向前运动，从而压缩弹簧蓄力，最后在触发开关打开的一瞬间，尾座蹬地，同时反作用于小车，使小车离地而弹起一定的高度和距离。所以，所选舵机型号为：HS-60。其参数如下表。 表2 驱动舵机参数3.2.2 支撑小车的舵机此舵机的作用是在小车要弹跳时，带动摆杆支
13、起小车到达一定角度。舵机的型号为Hitec HS225MG，共两件。其参数如下表。表3 支撑舵机选择第四章 弹跳小车方案（一）结构设计4.1 机构及主要零件空间布置方案的确定4.1.1 弹射机构部分4.1.1.1 弹簧1) 设计要求1安装载荷(要求) F1=300 (N)安装高度 H1=100 (mm)工作载荷(要求) F2=1081 (N)工作行程 h=30 (mm)要求刚度 k=26.03 (N/mm)载荷作用次数 N=10000 (次)载荷类型 NType=类2) 材料名称 阀门用油淬火回火碳素弹簧钢丝切变模量 G=79000 (MPa)弹性模量 E=206000 (MPa)抗拉强度 b
14、=1324 (MPa)许用切应力 b=455 (MPa)73) 端部型式端部型式 sType=Y压并圈取值范围 n2=1.52压并圈数 n2=1.54) 弹簧基本参数钢丝直径 d=6.0 (mm)弹簧中径 D=31.98 (mm)旋绕比 C=5.33曲度系数 K=1.29有效圈数 n=16压并圈数 n2=1.5弹簧总圈数 n1=17.5实际刚度 k=24.46 (N/mm)5) 校核与分析要求刚度 k=17 (N/mm)实际刚度 k=16.38 (N/mm)刚度相对误差 k=3.66 (%)安装变形量 f1=18.32 (mm)安装载荷(设计) F1=300 (N)工作变形量 f2=49.45 (mm)工作载荷(设计) F2=810 (N)试验变形量 fs=82.43 (mm)最小变形比 f1/fs=0.22弹簧特性(安装) Tf1=满足要求最大变形比 f2/fs=0.6弹簧特性(工作) Tf2=满足要求最小切应力 min=240.55 (MPa)最大切应力 max=649.49 (MPa)切应力特性系数 =0.37最大切应力比抗拉
