基本信息
- 项目名称：
- 新型多用途反恐防暴机器人
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 新型多用途反恐防暴机器人可对人口密集的场合或交通枢纽、信息中心、政府机关等关键场所进行安全保卫和事态防范工作。 该机器人可携带有效载荷150kg，最大速度为72m/min，可在草地、沙滩等复杂路面上行走，攀爬40°斜坡，翻越30cm高障碍。车载无线通讯系统可保障在3000m范围内进行无线图像信号的可靠传输和运动控制信号的有效传递。发射器云台可实现360°的水平运动和45°的俯仰运动，可一次发射23枚特种防暴弹。电源系统采用电池组供电，供电时间为2—3小时。
- 详细介绍：
- 新型多用途反恐防暴机器人可对人口密集的场合或交通枢纽、信息中心、政府机关等关键场所进行安全保卫和事态防范工作。与国内外相关机器人以“排爆”功能为主的设计理念不同，该机器人突出“防暴作业”和“巡逻警戒”两大功能。 关键技术包括模块化结构设计技术、高精度电机控制技术、大功率驱动传动技术、大场景视觉检测技术、远距离无线通信技术及多任务实时处理技术。 该机器人长1250mm，宽650mm，高550mm，重180kg，可携带有效载荷150kg，巡航速度为60m/min，最大速度为72m/min，可在草地、沙滩等复杂路面上行走，攀爬40°斜坡，翻越30cm高障碍，快速上下高为20cm、斜度为35°的台阶。可依靠两履带的差速转动实现快速转向或原地转向。车载无线通讯系统可保障在3000m范围内进行无线图像信号的可靠传输和运动控制信号的有效传递。车载视觉监测系统可对周围360°范围里的情况进行实时监视。发射器云台可实现360°的水平运动和45°的俯仰运动，可一次携带23枚特种防暴弹。电源系统采用铅酸动力电池组供电，供电时间为2—3小时，可托缆供电。机器人配备有便携式操作控制箱，长416mm,宽360mm,高186mm，可同时显示三路视觉监测视频，可进行多路视频回放。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 新型多用途反恐防暴机器人可对人口密集的场合或交通枢纽、政府机关等关键场所进行安全保卫和事态防范工作。与国内外相关机器人以“排爆”功能为主的设计理念不同，该机器人突出“防暴作业”和“巡逻警戒”两大功能。 创新点有：（1）履带式机器人承重轮系统、张紧轮系统自适应特性的设计与实现；（2）取得履带式机器人运动性能突破性进展，实现机器人驱动系统、传动系统动力参数的匹配与协调；(3) 实现中型反恐防暴机器人的设计与制作。 关键技术包括模块化结构设计技术、高精度电机控制技术、大功率驱动传动技术、大场景视觉检测技术、远距离无线通信技术及多任务实时处理技术。 该机器人长1250mm，宽650mm，高550mm，重180kg，可携带有效载荷150kg，巡航速度为60m/min，最大速度为72m/min，可在草地、沙滩等复杂路面上行走，攀爬40°斜坡，翻越30cm高障碍，快速上下高为20cm、斜度为35°的台阶。可依靠两履带的差速转动实现快速转向或原地转向。车载无线通讯系统可保障在3000m范围内进行无线图像信号的可靠传输和运动控制信号的有效传递。车载视觉监测系统可对周围360°范围里的情况进行实时监视。发射器云台可实现360°的水平运动和45°的俯仰运动，可一次携带23枚特种防暴弹。电源系统采用铅酸动力电池组供电，供电时间为2—3小时，可托缆供电。机器人配备有便携式操作控制箱，可同时显示三路视觉监测视频，可进行多路视频回放。
科学性、先进性
- 德国的Teodor多功能警用机器人最大行驶速度50m/min，满载时爬坡能力32°。 美国TALON机器人标准重量38.5kg，满载时爬坡能力：32°，最大有效载荷：100kg，操纵距离800m。 中国沈阳自动化所研制的“灵蜥-B”型反恐机器人自重180千克；由电池电力驱动，可维持数小时左右；最大直线运动速度为40米/分钟；可以跨越0.45米高的障碍。 本课题组研制的新型多用途反恐防暴机器人可携带有效载荷150kg，巡航速度为60m/min，最大速度为72m/min，可在草地、沙滩等复杂路面上行走，攀爬40°斜坡，翻越30cm高障碍，快速上下高为20cm、斜度为35°的台阶，可依靠两履带的差速转动实现快速转向或原地转向。车载无线通讯系统可保障在3000m范围内进行无线图像信号的可靠传输和运动控制信号的有效传递。车载视觉监测系统可对周围360°范围里的情况进行实时监视。其动力性能、运动性能、操控性能均较上述国内外机器人有较大幅度增长。
获奖情况及鉴定结果
- 该新型多用途反恐防暴机器人在2008年10月25～27日于湖南长沙中南大学举行的教育部“国家大学生创新计划”项目实施效果展示会中，经观众投票，新型多用途反恐防暴机器人以其出色的性能荣获“我最喜爱项目”，并在十个项目中位列榜首，表明了与会领导、专家和各校师生对该机器人创新性和实用价值的充分肯定。 并在2009年全国科技周开幕式上作为“大学生创新创业成果展”代表作品参展，得到了国家各部委领导和众多主流媒体的关注。
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 专有技术转让或合作生产
作品可展示的形式
- 实物、现场演示、图片、录像
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 新型多用途反恐防暴机器人采用操作控制箱进行控制。操控界面的按钮上均标示有控制功能，界面友好、操作简便。采用遥控杆进行机器人的运动控制、防暴弹反射平台和视频云台的控制，并通过显示屏对战场环境进行实时监控。 该机器人采用大功率无刷直流伺服电机驱动，直流蓄电池150Ｖ供电，配备有集成化车载微机系统、远距离无线通讯系统、大场景视觉检测系统和多任务实时处理系统，可完成在复杂地形和崎岖路面情况下的高效运动，其机动性能、操控性能等均已达到或超过了国外同类机器人相应的技术指标。 该新型多用途反恐防暴机器人可对文艺演出、体育竞赛、群众集会等人口密集的场合或交通枢纽、信息中心、政府机关等关键场所进行安全保卫或事态防范工作。伴随着世界交流的增多，大规模的群众聚会也在日益增多，随之而来的是国内外日益紧迫的反恐形势，随时可能发生危害社会治安和稳定的事件，在人群聚集的地方设立该高性能反恐机器人巡逻点可有效避免事件升级和人群骚乱的发生，所以该新型多用途反恐防暴机器人市场应用前景十分广阔。
同类课题研究水平概述
- 在反恐防暴机器人的研究中，国内外都取得了令人瞩目的成就，有代表性的有德国Teodor多用途警用机器人、美国TALON“魔爪”系列机器人、“灵蜥-B”型反恐防暴机器人、龙卫士DG-X3B型反恐机器人等机器人。 ①德国Teodor多用途警用机器人主要技术参数如下：长：1300mm；宽：680mm；高：1100mm（机械手折叠时）、2800mm（机械手垂直时）、2400mm （机械手水平时）；标准重量：360kg（携带机械手和电池时）；行驶速度：0-50m/min（可调）；满载时爬坡能力：32°；最小转弯半径：730mm；最大有效载荷：500kg；机械手最大抓取质量：30kg；电池使用时间：2～3小时，可使用拖缆供电。 ②美国TALON“魔爪”系列机器人是Foster-miller公司研制的一种轻型机器人。TALON机器人的主要技术参数如下：长：850mm；宽：550mm；高：270mm；标准重量：38.5kg（不携带机械手时）；行驶速度：0-105m/min（可调）；满载时爬坡能力：32°；最大有效载荷：100kg；电池使用时间：1～4小时；操纵距离：1800m。 ③“灵蜥-B”型反恐防暴机器人由中国科学院沈阳自动化研究所研制，它是一种具有抓取、销毁爆炸物等功能的新型机器人。自重仅180千克；由电池电力驱动，可维持数小时左右；最大直线运动速度为40米/分钟，大、小臂完全展开时能举起8公斤以上的重物，充分吸收了国外同类产品的优点。 ④龙卫士DG-X3B型反恐机器人广茂达伙伴机器人有限公司研制的，性能指标：重量：50公斤；速度：0～1m/s，可变速度控制；越障能力：27度楼梯，30度斜坡，20cm垂直障碍物，可在草地，沙地，碎石地，雪地运行；负载能力：60kg(水泥路直行)；续航能力：连续工作2小时；通讯距离：有线无钱双模式，150米视距通讯。 目前的反恐防暴机器人都有运动灵活，体积较小，携带武器装备具有很强攻击性，但目前的机器人的速度和爬坡越野能力还不是很强，在实战中还有局限性，所以提高机器人的机动灵活的运动性能和实时控制的稳定性仍是当前发展的一种趋势。随着通信技术、控制技术、传感器技术、图像处理技术、视频传输技术等与机器人相关领域技术的发展，反恐机器人的功能将越来越大，在各国反恐作战中也将发挥越来越大的作用。
