黑龙江省哈尔滨市公安局巡特警支队排爆安检大队 黑龙江哈尔滨 150001
摘要：爆炸案因为其影响恶劣，对社会秩序和人民群众生命财产安全的危害大，且爆炸活动在恐怖活动中占有很大比重，因此历来是公安机关的打击重点。但是由于目前我国民用炸药如销按炸药的管理力度还有待进一步加强，而且火药作为我国古代四大发明之一，其制作工艺在民间广泛流传，如黑火药的制作工艺就极为简单，犯罪分子容易获得爆炸物，爆炸案时有发生。公安机关在处置爆炸装置时，多数采用人工排除，排爆人员是时刻冒着生命危险来拆除爆炸装置的，付出的代价太大。现国内使用的排爆机器人多为进口产品，价格昂贵，维护困难，并且毫无智能可言。随着科技的发展，综合国力的提高，我国完全有能力研发具有自主知识产权的智能排爆机器人。文章对排爆过程中应遵循的几点原则进行了研究分析，以供参考。
关键词：排爆；原则
1前言
在当前国际形势下，反恐已成为国际共识，而应对炸弹袭击这样的威胁，世界各国尤其是发达国家都十分重视对反恐机器人的研究和使用，尤以反恐排爆机器人成为热点。反恐排爆机器人主要用于人无法直接到达或不适宜停留的有爆炸危险物存在的现场进行危险物的排查和处置工作，是专门用于搜索、探测、处置各种爆炸危险品的机器人，是反恐专业队伍中必不可少的重要装备。反恐排爆机器人一般涉及到行走驱动、传感器、信息处理与控制、通信、导航和定位、操作执行与搭载技术等领域，而在装备结构上一般由移动载体、侦检装置和负责执行操作的多自由度机械手等子系统构成。
2国内排爆机器人研究现状
国内对反恐排爆机器人的研究相对起步较晚，但目前已有不少科研单位纷纷加入智能排爆机器人的研究行列。广州卫富机器人公司是全国第一家专门从事危险作业（排爆）机器人研制的公司，该公司研制的PXJ系列机器人（移动性能好，可跨越400mm高的障碍、500mm宽的壕沟，能够上下40°的楼梯和斜坡，可以前进、后退、原地转弯，最高速度大于30m/min；载体上可安放1只或2只3～7个自由度的电随动机械手并可进行多种作业，机械手有大臂、小臂、腕转和夹钳四种运动，负载能力大于15Kg；带有两台CCD摄像机和一个两自由度云台，有缆遥控功能距离为100m（也可选择无线遥控），并具有防碰、侧壁导航等功能和自诊断、自处理等能力；可以选择安装爆炸物销毁器、连发霰弹枪、催泪弹、毒气清除装置等。DRAGONIII型排爆机器人是北京瑞琦时代技术开发有限责任公司最新研制开发的第三代排爆机器人，为关节型折叠四履带移动机器人，装备有3+1自由度机械手（包括大、小臂及旋转抓爪）和其他操作装置，其大、小臂完全展开时能举起10Kg的重物。由北京龙汇达安全技术公司研制成功的排爆机器人重80kg，具有排除爆炸物、消防、搬运、摧毁、射击、爬楼梯等功能。每小时行走15km，连续工作5～6h，遥控距离最远1Km。
3基本技术原则
3.1控制距离
智能排爆机器人的控制距离应该大于离爆炸装置中心点的安全距离，一般的手榴弹，或仅有雷管没有炸药，或炸药量为50g以下的，安全距离为50m；如炸药量特别大（通常指lOkg以上）或内装大量弹丸、铁钉等以扩大杀伤力的，其安全距离应为300m左右；大多数爆炸装置的安全距离为200m左右。所以智能排爆机器人的线控距离可定为200m，无线遥控距离应定为300m。
3.2无线工作频率
我国大部分地区已建成350MHz的警用通信网，下一目标是建立800MHz警用数字通信网。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆并且考虑到智能型排爆机器人有可能进人高层建筑、商业设施、地铁等地作业，为方便现场图像的无线传输，减少障碍物造成的信号衰减，以及满足抗干扰和保密的要求，应采用780至820MHz可调的工作频率。
3.3底座尺寸
中国民用建筑室内门框宽度一般为70cm，且为方便智能排爆机器人在室内或障碍物多的区域行走、转弯、调头，底座尺寸（长x宽）宜不超过115cmx66cm。
3.4整机质量
能承受正常成年男性行走的地方，智能排爆机器人也应能通过，虽然其履带与地面接触面积较大，对地面的压强不是很大，但整机质量也应小于140kg。
3.5移动速度
考虑到人正常步行速度为Skm/h，智能排爆机器人还需满足机动快速灵活的特点，即方便迅速进出爆炸物现场，移动速度宜取0-lOkm/h。
3.6机械手最大伸展抓举质量
智能排爆机器人的主要功能之一是将爆炸物品或可疑物品搬运到空旷地方进行销毁，所以其抓举质量越大越好，一般物品如行李箱、煤气罐等质量均不超过20kg，机械手最大伸展抓举质量定为20kg一30t较为适宜。
3.7最大抓取质量
考虑到智能排爆机器人也可能进人爆炸现场拖拉受伤人员，或搬开障碍物如石块等，最大抓取质量宜定为80kga
3.8机械手最高伸展距离
考虑到可疑爆炸物有可能安放在室内的天花板上或抽风排气管道里，中国民用建筑室内层高通常为2.8m，为方便智能排爆机器人处理可疑物品，其机械手最高伸展距离宜定为3.2m，且机械手宜采用具有冗余的六个自由度结构。
3.9智能
现有的排爆机器人均不具备智能，只能认为是一种遥控或线控的机械排爆装置。智能排爆机器人应具备多种智能，如机械手的“手爪”上应有柔软控制系统和力反馈，使“手爪”对物品的挟持力稍大于该物品的重力，确保能抓起物体又不会把物品抓坏。智能排爆机器人应具备视觉系统，而非简单的现场二维图像搜集传输，应装备三维摄像机或将摄像机与探测距离用的微波探头结合，可以确定智能排爆机器人面前任意物体的距离、形状、大小尺寸。智能排爆机器人应具备行走轨迹自动规划即自动导航，可以在行进过程中绕开或越过障碍物，必要时可以转由操作员手动控制。智能排爆机器人应具备“听、说”能力，可将现场声音拾取、传输回后台操作员处，并配备扩音器，将操作员的声音在现场播放，实现双向语音传输，基本动作可通过语音控制。
4结束语
使机器人具有更好的避障能力和复杂环境下的作业能力，通过机器人机械臂上的传感器和其它的坏境感知器件，使机器人可以更加准确和有效的感知外部环境，通过合理有效的避障算法，使机器人可以在复杂坏境下快速有效的完成任务；继续提高机器人的智能水平和自主能力，在检测到爆炸物或者其它危险物体的时候，可以使机器人自主的去排除目标物体，而不需要操作者通过远距离操作来成。可加强对多机器人协调作业的研究；还可重点研究多机器人系统的结构、协作机制、信息的交互以及冲突的消除等关键技术，可解决单机器人无法独立完成的复杂作业。
参考文献：
[1]胡传平，消防机器人的开发与应用，机器人技术与应用，2003年第05期.
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[4]蒋均远等，反恐急救装备的现状及趋势，武警医学，2008年第1期.
[5]刘进长，加快研发反恐多用途移动平台，机器人技术与应用，2005年第06期.
论文作者:夏纪美
论文发表刊物:《防护工程》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/18
标签：机器人论文; 智能论文; 机械手论文; 反恐论文; 距离论文; 作业论文; 爆炸物论文; 《防护工程》2018年第20期论文;