救援担架系统的自平衡系统由内外层钢圈、12W直流电动机、同步带、电动机控制电路等部分组成。自平衡系统工作流程如图7-36所示。
图7-36 自平衡系统工作流程
（1）自平衡系统工作原理 当救援舱在山体斜面运行时，如果出现侧向倾斜，就会使救援舱的内层翻滚。自平衡系统通过水平传感器实时监测救援舱横向的水平状态，A/D采样间隔为0.2s。当转动角度超过10°，即传感器输出的电压超过所设定的阈值，电动机起动带动同步带使救援舱内层相对于外层转动，使内层总是保持在水平状态，直至救援舱的水平倾斜角度小于5°，系统会停止电动机的调整进入监测状态。自平衡系统硬件电路图如图7-37所示。
图7-37 自平衡系统硬件电路图
自平衡系统驱动电动机通过电动机支座安装在救援舱的内层结构上。选用的电动机工作电压为12V，额定功率15W，减速比30，输出转速为90r/min，最大转矩5N·m。图7-38为自平衡系统驱动传动系统，图7-39为电动机安装后的效果图。
电动机的输出轴上安装有宽度10mm、模数4、直径60mm、齿数15的直齿圆柱齿轮，与直径为600mm、模数为4、150齿的直齿圆柱齿轮内啮合。两者之间的传动比为1:10。电动机通过齿轮啮合带动救援舱的内层相对于救援舱的外层旋转。
图7-38 自平衡系统驱动传动系统
图7-39 电动机安装后的效果图
（2）滚转角调节子系统 在救援过程中，如果救援担架外层发生滚动，滚转角调节系统工作，保证伤员始终面部向上躺在救援担架中，不会发生从担架上跌落的事故。在虚拟样机和实物中，滚转角调节担架工作过程分别如图7-40和图7-41所示。
图7-40 滚转角调节担架工作过程示意（虚拟样机）
a）角度一 b）角度二
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图7-41 滚转角调节担架工作过程（实物图）
a）角度一 b）角度二
（3）俯仰角调节子系统 救援舱发生倾斜，俯仰角系统对俯仰角进行调节，保证伤员在救援舱中保持平躺状态，在救援过程中稳定伤势，避免二次伤害。图7-42所示为俯仰角调节机构工作过程示意图。在虚拟样机和实物中，俯仰角调节机构工作过程示意图分别如图7-43和图7-44所示。
图7-42 俯仰角调节机构工作过程示意图
a）位置一 b）位置二
图7-43 俯仰角调节机构工作过程示意图（虚拟样机）
a）位置一 b）位置二
图7-44 俯仰角调节机构工作过程示意图（实物图）
a）位置一 b）位置二
俯仰角调节子系统中运动的传递为旋转—直线—旋转，采用曲柄滑块机构实现运动的传递，曲柄滑块机构简图如图7-45所示。
为安装曲柄滑块机构，在救援担架内层构造出一个长80cm、宽30cm、高30cm的平台，将铁杆焊接搭成长方体篮子状，曲柄滑块机构便安装在此铁篮子上。其中偏心距e=8cm，等效连杆L1=58cm，连杆运动角度（相对于水平位置）范围从-10°到20°，通过作图法可确定出曲柄L2=28cm，滑块行程H=25，即传动机构丝杠的最小长度应为25cm。选用步进电动机作为俯仰角调节系统的动力源，通过受力分析，选用57BYG250—56型号的步进电动机，其相数为2，静转矩为0.9N·m。传动机构中选用头数4、直径为8mm、长为300mm的丝杠。
图7-45 曲柄滑块机构简图
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