赵 燕， 王江华

(1.燕京理工学院 信息科学与技术学院，河北 三河 065201； 2.华北科技学院 电子信息工程学院，河北 三河 065201)

0 引 言

近年来，煤矿开采行业迅猛发展，矿井安全事故时有发生。本文针对性地设计了一种井下救援机械臂[1]。采用一种六轮矿难救援机器人平台搭载该机械臂，该平台能平稳地应对井下崎岖复杂的地形，机械臂能轻松应对井下狭小复杂的空间环境进行救援工作，并帮助施救人员准确迅速的完成各种救援动作，达到矿难发生后在井下进行施救的目的，以挽救更多工作人员的生命以及国家财产。

1 总体方案设计

针对矿井坑道的不平整，平台采用履带式底盘，其优点是能轻松应对各种地形，因此更加适合井下救援。对于机械臂，为应对复杂的工作空间环境，采用灵活度较高的六自由度方式进行设计。为保证救援人员能在相对安全的环境进行施救，防止矿难后的二次事故对救援人员造成生命威胁，采用遥控的方式对整体装置进行控制。整体机械结构模型如图1所示。

图1 整体机械结构模型

2 救援机械臂模型设计

矿山事故发生后，落石和泥土坍塌会使井下救援环境极大受限，会进一步阻碍救援工作的实施，因此机械臂设计为六自由度，即机械臂具有6个旋转关节[2]，以达到克服井下复杂环境的目的。采用具有大扭矩的无刷直流伺服电机来驱动机械臂关节，机械臂末端的执行器采用气动装置完成复杂的夹取动作，其立体模型如图2所示。……