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遙操作排爆機器人

項目背景及意義國內外反恐排爆形式日趨嚴峻，一系列的惡性暴恐事件，對社會和國家造成重大損失。因此，研發專用于爆炸環境的應急處置特種機器人，代替人進入有爆炸可疑物的危險場所中，通過場外人員的遙操作實時控制，完成對現場的搜索、探測和對可疑物的處理，減少排爆人員的傷亡。研究基于遙操作技術的排爆機器人操作方法，提高機器人的操作性能，增加排爆的成功率。同時，機器人的研制將帶動相關行業領域自主創新和技術進步，提升我國排爆機器人裝備在國際市場的核心競爭力，推動經濟轉型升級。項目展示及介紹本單位開發的遙操作排爆機器人由兩部分組成：實物樣機和控制系統，樣機由機械臂、運動平臺、控制箱組成；控制系統由操作人員的控制端和車載機械臂的執行端組成。樣機機械臂由4+1個自由度組成，用于完成可疑爆炸物的抓取；履帶型移動平臺保證排爆機器人可以安全可靠到達操作環境，控制箱是控制排爆機器人各關節的“手柄”，通過控制面板上的旋鈕、按鍵等控件完成排爆任務。排爆機器人樣機是軀干、控制系統是大腦、控制方式是思維策略、通訊方式是神經，其中控制系統是本設備的研究重點。本套設備選用國產控制器作為控制端和車載端的控制核心；選用無線通訊設備保證機器人可以在距操作者八百米仍可以正常工作；選用推桿和旋鈕保證操作簡便，控制可靠。使用上位機軟件進行程序編寫，通訊和控制方式主要是串口和CAN。項目特點：遙操作控制排爆機器人采用的遙控操作方式，由操作人員在遠端控制臺控制機器人執行相關排爆操作，然后控制信號經遠距離無線通訊系統傳遞給機器人機載接收機，進入控制器，控制機器人本體的機構運動，通信內容包括數據、視頻、音頻信息。遙操作技術將排爆人員從危險的環境中解放出來，對于保護排爆人員人身安全具有重要意義。遙操作技術克服了傳統線纜操作的局限性，可以保證一定的數據穿透能力。多傳感器信息融合排爆機器人的工作環境較為惡劣現場非傳統結構化已知空間，在機身及機械臂上安裝了較多的傳感器，用于檢測機體及外部環境信息。融合多傳感器采集到的信息，無損、安全傳送給遠端操作人員，為操作人員提供準確可靠的現場信息。提高排爆的成功概率。排爆機械臂運動控制研究此部分研究主要包括排爆機械臂運動學及動力學特性分析、排爆機械臂運動控制算法研究等。此部分的研究難點在于機械臂逆運動學的實時分析和多自由度機械臂末端運動的精確控制。主要技術指標：

山東大學 2021-05-11

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