排爆機(jī)器人可以檢驗(yàn)和銷毀可疑爆炸物,避免人員傷亡,在今天已經(jīng)廣泛應(yīng)用于軍事、公安偵查等領(lǐng)域,卻一直頗具神秘色彩。昨日記者來到安徽大學(xué)工業(yè)節(jié)電與電能質(zhì)量控制協(xié)同創(chuàng)新中心,我省首個(gè)排爆機(jī)器人就“誕生”在這里。這個(gè)排爆機(jī)器人不僅可以穿越障礙,還能在500米內(nèi)通過遙控排除危險(xiǎn)物,被稱為“拆彈專家”。
排爆機(jī)器人“身價(jià)”不菲
昨日上午,記者在安徽大學(xué)電氣工程與自動化學(xué)院見到了這個(gè)排爆機(jī)器人。機(jī)器人外形酷似一個(gè)有手的微型坦克,重150千克,有四只“眼睛”(攝像頭),一個(gè)長約2米的機(jī)械手臂,通過三自由度鉗式手爪,可做上下、旋轉(zhuǎn)、夾持等運(yùn)動。
排爆機(jī)器人由臂結(jié)構(gòu)主體、行走系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、無線通訊系統(tǒng)、遠(yuǎn)程遙控操作桿、燈光系統(tǒng)等部分構(gòu)成。“它的行走速度大于3公里每小時(shí),能夾起20千克的危險(xiǎn)物,最遠(yuǎn)遙控距離達(dá)到500米。”參與研發(fā)的劉國華老師說。
排爆機(jī)器人分為下位機(jī)和上位機(jī),下位機(jī)是機(jī)器人的軀干,負(fù)責(zé)排除危險(xiǎn)物,使用鉛酸蓄電池供電。上位機(jī)是機(jī)器人的大腦,由人遠(yuǎn)程遙控機(jī)器人行經(jīng)路線和夾放動作,使用鋰蓄電池供電。“排爆機(jī)器人造價(jià)不菲,原器件購買和加工制作總造價(jià)要30萬。”劉國華說。
劉國華老師告訴記者,學(xué)院去年接到省公安廳科技強(qiáng)警項(xiàng)目的邀請,在李國麗教授和孟浩教授的帶領(lǐng)下,和5名研究生共同完成了排爆機(jī)器人的設(shè)計(jì)和制作。今年9月,排爆機(jī)器人通過了驗(yàn)收。
研制過程花了一年多
學(xué)院檢測專業(yè)研三學(xué)生許家紫全程參與了排爆機(jī)器人的研發(fā)。許家紫告訴記者,前期項(xiàng)目進(jìn)行了3個(gè)月的調(diào)研,然后購買原材料包括控制芯片、電機(jī)、電動推桿、履帶等等,整個(gè)設(shè)計(jì)過程也花費(fèi)了約三個(gè)月的時(shí)間,“制作前,老師們先要用紙和木塊制作機(jī)器人的原型,之后根據(jù)原型在數(shù)控銑床和車床上進(jìn)行零部件加工。”
在實(shí)驗(yàn)室里,許家紫向記者展示了數(shù)控銑床和車床加工,“銑床主要用于制作機(jī)器人載體的各個(gè)關(guān)節(jié)部位,這個(gè)加工就需要兩周以上的時(shí)間,而車床主要用于制作機(jī)器人的輪子部分,整個(gè)機(jī)器人需要2個(gè)驅(qū)動輪,2個(gè)從動輪,8個(gè)支撐輪。”
為了讓機(jī)器人實(shí)現(xiàn)越障、爬樓梯及平穩(wěn)行走,在靜止?fàn)顟B(tài)和行進(jìn)中以及平地、草地、沙地等各種場地都能靈活轉(zhuǎn)彎,許家紫和同伴們進(jìn)行了一個(gè)多月的反復(fù)實(shí)驗(yàn)。“排爆機(jī)器人在設(shè)計(jì)過程中需要每個(gè)部件之間都配合精準(zhǔn),另外控制履帶轉(zhuǎn)彎比較困難,開始的時(shí)候我們按照自己的想法編了一個(gè)程序,實(shí)際操作發(fā)現(xiàn)不能運(yùn)行,后來調(diào)高電壓又發(fā)現(xiàn)它轉(zhuǎn)得特別快,這樣也不穩(wěn),就這樣需要不斷地進(jìn)行調(diào)試才行。”
據(jù)介紹,安大排爆機(jī)器人申請知識產(chǎn)權(quán)7項(xiàng),其中發(fā)明專利2項(xiàng),實(shí)用新型專利4項(xiàng),軟件著作權(quán)1個(gè)。在第十三屆“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽中,該項(xiàng)目還獲安徽省特等獎(jiǎng)、全國三等獎(jiǎng),項(xiàng)目主要負(fù)責(zé)人獲優(yōu)秀指導(dǎo)教師稱號。
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