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。
??? 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90 kg，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?，必須保證受傷人員在機(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，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，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，必須有一定的防滑性能，以確保轉(zhuǎn)送安全。
4.4? 電液控制系統(tǒng)
??? 消防救援機(jī)器人的電液控制系統(tǒng)是由操作人員手持無線發(fā)射器發(fā)出控制信號給電控系統(tǒng)，電控系統(tǒng)接收到指令后對液壓元器件進(jìn)行控制，實現(xiàn)消防救援機(jī)器人的各項功能。
??? (1)無線遙控及原理
??? 消防救援機(jī)器人控制系統(tǒng)采用非交流電動力和先進(jìn)的無線控制技術(shù)，功能強大、體積小巧的可編程序控制技術(shù)組成，主要有無線遙控、電控箱等設(shè)備。控制系統(tǒng)由無線控制發(fā)射器、無線控制接收器、可編程控制器PLC、測速傳感器、測溫傳感器、油門位移傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)等設(shè)備組成。圖3控制系統(tǒng)框圖如下：

圖3? 控制系統(tǒng)框圖

??? 圖3中虛線框為電控箱控制功能框圖，無線發(fā)射器由控制人員手持。無線發(fā)射器能發(fā)出控制消防救援機(jī)器人所具備功能的全部動作信號而且控制半徑不大于150m，可使操作者在消防救援機(jī)器人后150m遠(yuǎn)處遙控操作，電控箱中的可編程控制器能接收無線接收器發(fā)出的全部控制信號并根據(jù)不同的信號執(zhí)行相應(yīng)指令，并實時監(jiān)控消防救援機(jī)器人的工況，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)正確的作出相應(yīng)動作。
??? (2)液壓控制技術(shù)
??? 消防救援機(jī)器人液壓系統(tǒng)一般采用雙泵系統(tǒng)。雙泵液壓系統(tǒng)實際上是兩個單泵系統(tǒng)的組合。每臺泵各自供給回路中的執(zhí)行元件。泵的功率是由各自回路所需的功率而定的，這樣可以保證復(fù)合動作。當(dāng)系統(tǒng)中只需要進(jìn)行動作而又要充分利用發(fā)動機(jī)功率時，可采用合流供油方式，即將兩臺液壓泵的流量同時供給一個執(zhí)行元件，這樣可使執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運動速度提高一倍，該種雙泵液壓系統(tǒng)在機(jī)器人中已被廣泛應(yīng)用。
??? (3)功率利用和功率分配
??? 消防救援機(jī)器人的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)能力是錯綜復(fù)雜的，柴油機(jī)后面還有液壓泵，液壓泵對柴油機(jī)功率的利用與傳遞，將對消防救援機(jī)器人的各項能力起決定性的作用，不能單純由柴油機(jī)功率來決定。在執(zhí)行工況時，液壓系統(tǒng)還有發(fā)熱、壓力能以及功能等各種形式的能量損失，功率利用要盡量減少這些損失，并充分利用與傳遞發(fā)動機(jī)的有效功率。在功率利用方面，雙泵變量系統(tǒng)要優(yōu)于雙泵定量系統(tǒng)，總功率變量系統(tǒng)要優(yōu)于分功率變量系統(tǒng)。此外，采用合流也是提高功率利用的一個途徑。執(zhí)行機(jī)構(gòu)分組的合理與否，對改善功率利用也是一個重要方面，因為執(zhí)行元件的分組，將牽涉到雙泵之間的功率分配，根據(jù)救援機(jī)器人在機(jī)械手工作中要求機(jī)械手爪與小臂同時動作，在小臂提升與回轉(zhuǎn)過程中又要求動臂缸和回轉(zhuǎn)馬達(dá)同時動作的工作要求，采用兩個功率相同的液壓泵，分別向兩個回路供油的系統(tǒng)。

5?? 結(jié)束語
??? 消防救援機(jī)器人采用履帶行走系，接地面積大、接地比壓小，能在惡劣環(huán)境條件下進(jìn)行有效的工作，能實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)彎和良好的越野性能。消防救援機(jī)器人控制系統(tǒng)采用交流電動力和先進(jìn)的無線控制技術(shù)。整機(jī)液壓驅(qū)動，實現(xiàn)無級調(diào)速，具有過負(fù)荷保護(hù)能力，提高了消防救援器人的使用效果。