如何选择性能更强的排爆机器人
时间:2020-04-24 阅读:269
当今世界, KB主义是威胁当今世界和平与稳定的重要因素。由于KB活动的多样性、复杂性和巨大的社会危害性,自9.11KB事件后,世界各国都纷纷积极研究和加大投入FK预警,情报侦查以及危险品或可疑物排除设备以提高自身的FK威慑和处置能力,对FK排爆机器人更是情有独钟。当面对涉爆的KB事件甚至是核生化事故等突发事件时,这类机器人能够根据相关工作预案,进行快速反应和应急处置,从而维护人民生命和财产安全。
现状
排爆机器人主要分为侦查机器人,排爆机器人以及攻击机器人。各种机器人的应用场景和功能侧重点不同,排爆机器人主要用于代替排爆人员对可疑物品的进行转移和排除,以协助保证人员安全,有效地完成特种作业任务。其中美国,加拿大,德国,以色列等国的机器人更优,在机器人的灵活性,可靠性以及多样性方面优势明显,并且已有批量排爆机器人用于FK行动中,我国国内的研究虽然较晚,但进步很快,已经有几种性能优异,适应性比较好的机器人广泛用于排爆*线。
各国研制生产的机器人虽然外形不同,但功能基本类似,主要是能够轻松地爬过楼梯,穿过狭窄的通道,松软的草地,碎石地面,浅水沟等各种复杂地形环境,实时传递视频,音频及其它传感器数据,使排爆人员能够在一个更安全的距离进行转移和摧毁危险物。
用于排爆的机器人要有良好的操控性能、机动性能和翻越障碍的能力,机械臂具有多个自由度且能够很大程度地模仿人对危险物品进行抓,推,挪动以及加载水炮摧毁等技术动作,并且也兼顾本身的坚固性和可靠性。如加拿大Med-Eng公司的Avenger复仇者机器人,美国FLIR公司的的Kobra机器人,加拿大ICOR公司的T5和德国的机器人,如图一所示。这些机器人应用范围广,各有特色,具有很强的适应性,排爆可靠性方面都有其特殊的设计和理念。
相比国外,国内机器人的研究起步较晚,但随着近20年的发展,在部分高校,研究所以及高科技企业的努力下,排爆机器人的研究成果显著,随着产品的不断完善,部分产品在结构和性能上已经取得很大突破,如手臂自由度、监控摄像机的分辨率、负载性能等,并且部分排爆机器人根据类型的不同已经广泛地应用于排爆任务中。
排爆机器人面对的可能是地铁,火车站,商场甚至是路边等环境中的可疑物品转移或销毁,危险生化及有毒,甚至辐射环境中的转移、探测、简单维修等作业,与一般机器人相比,排爆机器人对稳定性、灵活性、可靠性的要求更高,所涉及的技术范围更广,难度也更大。其关键技术的技术指标包括机动越野性能,机械臂的灵活性及力矩,操作便携性以及系统扩展能力等。
机动越野性能
现有的机器人主要有履带式、轮式、轮履结合式和腿足式。轮式和履带式目前应用多的方式,轮式结构相对简单,速度快,但越野性能不如履带式,履带式跨越障碍,能力强,稳定性好,速度不如轮式,但目前部分厂家的机器人履带式结构的速度已经能够达到8km/h,并且采用一体式的鳍臂结构,能够使机器人轻松地翻越楼梯沟壑等障碍,装上轮子,速度可以提高到12km/h。腿足式的机器人自平衡难度大,应用较少。
机械臂灵活性及其力矩
机械臂是实现终排爆功能的载体,衡量机器人的一个重要指标即是它模仿人的胳膊的能力,是否能灵活地进行抓、举、推,并且其外伸越远越好。危险物品的形状各异,手爪开合的尺寸也至关重要。目前,国内引进的Avenger中型机器人,不仅具有7个自由度,并且它的大抓举重量可到50kg,机械臂在侧向,后方的抓举能力也在同类型中更优,而且其手臂的运行程序可进行预设,可一键完成较为复杂的动作。
Avenger复仇者排爆机器人
排爆机器人的任务是在各种复杂环境中代替人进行各种作业,受环境和时间等各种因素影响,需具有操作简单、图形界面容易上手等特点,目前机器人基本上都是采用有线或者无线控制的方式,但控制台基本上都是按键式设计布局,加上其控制台本身重量,便携性受到影响,目前已经出现采用游戏手柄的Playstation的方式,使操作变得很容易。
系统扩展性能
排爆作业的现场环境和目标是多变的甚至是预先*未知的,对现场环境的感知,对目标物的距离判断,对可疑物的识别与销毁等都需要其它一些探测设备或仪器来辅助,如遇到疑似可疑物,往往需要*行甄别,需要根据种类来决定是转移或者销毁,此时机器人和便携式X光机的结合*,代替人员对于生化环境,核辐射环境中的有害元素的探测,辐射的测量是对生命的大保护,日本福岛核泄漏事件中,机器人发挥了关键作用。
排爆机器人的发展趋势
排爆机器人设计的初衷是代替排爆人员对可疑物进行转运和销毁,随着研究的深入和技术的发展,排爆机器人需适应多样化的任务环境,提高视觉定位的精度,精确地控制抓取力度。随着5G技术的到来,5G技术和机器人模块化的平台实现有机结合,可使其通讯能够保持高速率、低延时、多连接的特性,进而拓宽其应用场景,也可实现与应急处置专家的异地远程指导和处置,提高处理时间的时效性,让工作范围不在受限,保证排爆人员更加高效、安全地完成任务。
据统计,全国每年发现的可疑物超过百起,化工企业危险品时有泄露,一些泄露事故也严重造成了人员伤亡和财产损失,排爆工作也任重道远,FK工作更是一场持久战,因此这些机器人在未来的发展中也必然承担更多的角色:在建筑场地内排除哑弹,在公共场所转移可疑物, 在化工厂采集气体残留浓度, 在核环境中检测辐射,全面保障公共安全。