蛇形机器人生命探测系统的设计

鲍天哲 郑源飞 吴湘华

中南大学交通运输工程学院，长沙 410075

引言

蛇形机器人具有稳定性好、横截面积小、适应地形能力强等特点，可以翻越障碍，甚至实现水陆两栖的自由运动[1]。若配之以合适的人体生命探测器，将在抢险救灾、军事侦察等方面有着广阔的应用前景。

目前世界上较为成熟的生命探测技术主要有音频探测、视频探测、红外探测、雷达式探测、气敏探测等，可以在不同环境下利用人体不同的生理特征成功地探测生命。但现有的技术和产品过度追求信号的穿透性能和高精度的定位，往往电路复杂、体积过大，需救援人员手持操作，无法应用于蛇形机器人。而后者也因为小巧灵活，可以通过缝隙、钻入废墟，最大程度上接近被困人员，所以对其探测性能的要求可适当降低。

基于此，我们设计了一种适用于蛇形机器人的生命探测系统，主要由改进的微型热释电红外传感器、三甲胺体液传感器和相应处理电路组成。热释电传感器适用于常温环境，而体液传感器在温度较高时效果明显，二者的配合使用，蛇形生命探测器抵抗温度干扰的能力可得到较大提高。

1 热释电红外传感器基于蛇形体的设计

热释电红外传感器又称为人体运动传感器，它利用铁钛酸铅汞陶瓷等材料的热释电效应检测区域内移动的人体，具有体积微小（2·1mm）、灵敏度高、技术成熟等优点，是比较适合蛇形机器人的一类传感器。其内部主要构造为：光学滤镜、场效应管、热释电元件、偏置电阻等元器件。……