上海交大研制核電救災(zāi)仿生機器人

2017/1/12 14:37:34

28日，由上海交通大學(xué)研發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的“六爪章魚”救援機器人進(jìn)行了載人試驗。該“六爪章魚”機器人高約1米，最大伸展尺寸可達(dá)2×2米，由18個電機驅(qū)動，通過遠(yuǎn)程遙控使用，能夠靈活地沿各個方向穩(wěn)定行走，速度可達(dá)1.2千米/小時，負(fù)重達(dá)200公斤。

10月28日，由上海交通大學(xué)研發(fā)的具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的“六爪章魚”救援機器人進(jìn)行負(fù)重試驗

“六爪章魚”使命重大

“六爪章魚”可不僅僅是外形引人注目，由上海交通大學(xué)機械與動力學(xué)院重裝所研制的這種救援機器人，具有意義重大的使命——在核電站等核輻射環(huán)境下進(jìn)行緊急救災(zāi)。它具備深入復(fù)雜危險環(huán)境的工作能力，可在化學(xué)污染、水下和火災(zāi)等環(huán)境下完成探測、搜索和救援等任務(wù)。

上海交通大學(xué)機械與動力工程學(xué)院高峰教授介紹，核電救災(zāi)機器人在核輻射環(huán)境下工作需要有很好的輻射防護，否則電子設(shè)備會很快受損失效，而有效的輻射防護材料是沉重的鉛；同時，救災(zāi)機器人還需要攜帶檢測設(shè)備進(jìn)入發(fā)生事故的核電站廠區(qū)，探測發(fā)生事故后核電站內(nèi)部情況，兼搬運管道、擰動閥門、清理事故現(xiàn)場……這些不但考驗機器人的機動能力、平衡控制能力，更需要考驗機器人的承載能力。

圍繞這些技術(shù)難題，高峰教授團隊開發(fā)了這款六足步行機器人：特殊的腿部設(shè)計配合18個驅(qū)動單元能顯著提高機器人的承載能力，使其能負(fù)重150公斤。它可以充當(dāng)一個穩(wěn)固的移動工作平臺執(zhí)行搬運打孔等作業(yè)，也可自行完成擰動閥門、清理事故現(xiàn)場等工作。它可以往任意方向快速運動，擁有很強的機動性、避障能力和穩(wěn)定性和有較強的抗干擾能力，準(zhǔn)確的執(zhí)行操作者的指令。擁有了這些能力，章魚機器人便能深入災(zāi)區(qū)，代替人們精確地完成最危險的工作。采用其它相應(yīng)的防護后，它還能在水下環(huán)境中作業(yè)，以及在火災(zāi)現(xiàn)場或有毒環(huán)境中完成救災(zāi)任務(wù)。

“六爪章魚”機器人高約1米，最大伸展尺寸可達(dá)2×2米，由18個電機驅(qū)動，通過遠(yuǎn)程遙控使用

高峰教授團隊長期從事仿生機器人的研究。與輪式、履帶式機器人相比，仿生步行機器人在災(zāi)害現(xiàn)場具有更優(yōu)越的機動性和越障能力。

在國家“863計劃”主題項目“高性能四足仿生機器人”和“973計劃”項目“核電站緊急救災(zāi)機器人的基礎(chǔ)科學(xué)問題研究”的資助下，高峰教授團隊成功研發(fā)了兩足、四足和六足步行機器人，在并聯(lián)仿生機構(gòu)、高功率密度驅(qū)動、多軸伺服控制等技術(shù)領(lǐng)域取得大量重要成果。

會跳舞的“智慧小象”

除了六足步行機器人“六爪章魚”外，上海交大研制的四足機器人“智慧小象”此前也曾在2012年上海工博會等多個場合公開亮相。與“六爪章魚”相比，“智慧小象”輕巧靈活，二者配合可適應(yīng)復(fù)雜多樣的工作環(huán)境。

2012年11月7日，在上海舉行的第14屆中國國際工業(yè)博覽會上，“智慧小象”機器人與美女騎手在現(xiàn)場大跳“江南style”，成為當(dāng)仁不讓的明星。

據(jù)介紹，“智慧小象”長約1.2米，寬約0.6米，高約1米，“體重”約130公斤。從外形上看，“小象”的體型比較“敦實”，“四肢”健壯有力，走起來一步一個腳印，神態(tài)“活靈活現(xiàn)”，如果再加兩根長長的象牙，儼然就是一頭機動靈敏的“小象”。

據(jù)介紹，“智慧小象”可以自帶動力源，無需憑借外接動力線纜和通訊線纜，“馱”至少100公斤的重物，一小時跑4公里，而且腿部可做至少12個自由變換，最大行走坡度超過10度。同時，為防止摔倒，“小象”身上裝有力覺測量與實時感知信息反饋系統(tǒng)，實現(xiàn)了“肌體”的動態(tài)平衡與穩(wěn)定控制，使“小象”具備抗慣性力擾動和抗外載荷沖擊擾動的平衡自恢復(fù)能力。因此，假如在路上被大石頭拌了一下，“小象”可以瞬間恢復(fù)平衡。

“智慧小象”和“六爪章魚”的亮相，標(biāo)志著我國仿生機器人技術(shù)邁入國際先進(jìn)行列。