世界上许多国家都在研制军用机器人、扫雷机器人和消防机器人等危险作业机器人。多功能军用机器人是机器人的一个新兴发展领域,同时由于机器人技术发展极为迅猛,用于侦察和作战等军事领域的机器人,由于其特殊用途受到了各国军方的广泛关注。许多军用机器人的研究成果直接应用于国家安全领域,在维护国家安定,保障人民生活安全方面发挥了很大作用。军用的地面移动机器人在各种复杂环境下具有较高的机动性,可以代替人类进入一些危险未知的环境,适应于国防和民用等多个领域,而且在反恐斗争中可以发挥很大作用。
本文讨论的越障车是一种为其他机器人在野外或人类不能到达的地方提供一个运输移动的载体,扩展机器人的工作空间,从而形成新的机器人种类——越障机器人。
越障车的主体结构采用模块化设计的思想,主要由机架和左右两侧的履带变形模块组成。可升降越障车由两个左右对称的履带变形模块和中间主体组成。
(1)左右两侧履带变形模块各包括一个驱动轮、三个导向轮、橡胶同步带、主动曲柄,从动曲柄,以及液压杆组成。
(2)中间主体部分包括机架、驱动电机、联轴器、直流电机、电机驱动控制板以及机载设备等。
它的主要应用领域包括以下几个方面:
(1)战场侦察与环境探测
在移动平台上装备摄像头、安全激光测距仪、夜视装置和卫星全球点位仪等设备,通过无线电或光缆操纵,完成侦察和监视敌情、情报收集、目标搜索和自主巡逻等任务。还可以进入一些人类无法进入或适应的危险环境,完成规模战争和反恐作战中的侦察任务。
(2)高度机动与协同作战
由于体积较小、机动能力较强,能快速部署,完成侦察、警戒、目标突击、追击乃至解救人质、街巷战斗、反恐作战、反装甲作战等武器装备,使之具备强大的攻击杀伤力,别适用于城市和恶劣环境下(如核、生、化战场等)的局部战争和信息战争。
(3)探测危险与排除险情
在战场上或工程中,常常会遇到各种各样的意外。这时,越障车就会发挥很好的作用。美国军方曾广泛使用智能车辆扫除路边炸弹、寻找地雷和销毁地雷。民用方面,可以探测化学泄露物质,可以进行地铁灭火,以及在强烈地震发生后到废墟中寻找被埋人员等。
在民用方面,可升降越障车不仅可以应用于工业行业中的一些特殊作业,降低作业人的劳动强度,提高生产效率,将劳动者从恶劣的作业环境中解放出来,还可以在各种危险、空间狭小、环境恶劣等人类无法到达或不便到达的地方进行勘探和工作。
具有如下创新点:
(1)提出了一种新型履带变形机构,该机构巧妙利用平行四边形机构构型发生变化其总长不变的特点,使履带变形的运动控制变得非常简单。
(2)基于新型履带变形机构设计了一种新型机器人移动平台,该平台可抬高底盘越过障碍、单边提高机器人重心适应单边地形、翻倒后可继续行进,具有很强的越沟、爬坡、越障能力。
(3) 采用模块化、全天候、全地形的设计思想,对机器人电控系统等关键部件进行防水和抗振设计,使机器人具有一定的涉水和抗摔能力。
(4)控制系统可以加载GPS定位系统及其它设备,使机器人的功能更加强大。