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中國(guó)首個(gè)防化機(jī)器人問(wèn)世 可在核輻射條件下工作
2011-04-06
在日本核危機(jī)中，除了那些勇敢的工人，奮戰(zhàn)在一線的還有機(jī)器人。前不久，日本向德國(guó)政府請(qǐng)求提供遠(yuǎn)程遙控機(jī)器人，以應(yīng)對(duì)危機(jī)。如今，一些國(guó)家正相繼派出“機(jī)械戰(zhàn)士”到災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)，協(xié)助進(jìn)行清理工作。
機(jī)器人為什么如此受重用?答案很簡(jiǎn)單：在危機(jī)重重的環(huán)境下，人類有心無(wú)力，特種機(jī)器人卻可以不受太多影響。近日，東南大學(xué)儀器科學(xué)與工程學(xué)院和相關(guān)部門(mén)合作，研制出一臺(tái)核化偵察與應(yīng)急處理遙操作機(jī)器人，可以在核輻射和有毒有害環(huán)境下協(xié)助人類救險(xiǎn)。
7年研制成功
研制這樣一臺(tái)機(jī)器人，還得從2004年的一起事故說(shuō)起。當(dāng)時(shí)，一所高校實(shí)驗(yàn)室被盜，放射源不見(jiàn)蹤跡，急壞了所有人。于是，相關(guān)部門(mén)和東南大學(xué)儀器科學(xué)與工程學(xué)院機(jī)器人傳感與控制技術(shù)研究所開(kāi)始合作，計(jì)劃研制一臺(tái)核化偵察與應(yīng)急處理遙操作機(jī)器人。
從2004年開(kāi)始，東南大學(xué)儀器科學(xué)與工程學(xué)院院長(zhǎng)、機(jī)器人傳感與控制技術(shù)研究所所長(zhǎng)宋愛(ài)國(guó)和他的團(tuán)隊(duì)總共研制出五代機(jī)器人。最新的第五代機(jī)器人是今年年初才完成的。
日前，記者見(jiàn)到了這個(gè)神秘的核化偵察遙操作機(jī)器人，它重30公斤、長(zhǎng)85厘米，渾身漆黑。據(jù)介紹，這個(gè)機(jī)器人主要用于人員無(wú)法到達(dá)、情況不明或高危作業(yè)區(qū)域，執(zhí)行核輻射和化學(xué)、生物污染的測(cè)量、取樣以及現(xiàn)場(chǎng)緊急情況處理等任務(wù)。
據(jù)了解，這個(gè)機(jī)器人成本不菲，一臺(tái)裸機(jī)的成本就要40萬(wàn)元人民幣，再加上機(jī)械手，總價(jià)預(yù)計(jì)50萬(wàn)元左右。“因?yàn)槭翘胤N機(jī)器人，機(jī)器人身上的很多部件都很特殊，僅機(jī)器人身上的一套數(shù)字傳輸系統(tǒng)和圖像無(wú)線傳輸系統(tǒng)就價(jià)值18萬(wàn)元。”宋愛(ài)國(guó)告訴記者，要給機(jī)器人供給足夠的能量，就得配上更好的電池。為此，他跑遍了全國(guó)，才找到一款能量和體積比最優(yōu)的電池，“這塊電池不僅輕巧，而且能量供給很足，價(jià)值差不多兩萬(wàn)元。”宋愛(ài)國(guó)說(shuō)。
核輻射毒氣泄漏都不怕
核化機(jī)器人的攝像頭是抗輻射的，可以連續(xù)使用5個(gè)小時(shí)也不損壞，穿的合金鋁盔甲密封性也很好。在機(jī)器內(nèi)部，有一個(gè)小小的核探測(cè)儀，只要在事故現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)一圈，周圍核輻射的情況都能靈敏地測(cè)量出來(lái)，還能畫(huà)出一幅輻射分布圖，并從中找到輻射強(qiáng)度最大的地方，那可能就是輻射源或是輻射的泄漏點(diǎn)。
找到這個(gè)最強(qiáng)點(diǎn)后，如果碰上的是民用放射源，機(jī)械手會(huì)把它抓起來(lái)，放進(jìn)一個(gè)厚厚的鉛盒里。如果是發(fā)生泄漏的核電站，核化機(jī)器人的任務(wù)就是找到泄漏點(diǎn)，并且把這些情況傳給后方。如果碰上閥門(mén)沒(méi)擰緊的情況，它也可以擰緊閥門(mén)。另外，在遇上有毒氣體或液體泄漏、地震等災(zāi)難事件時(shí)，核化機(jī)器人也照樣能協(xié)助搶險(xiǎn)。
日本核危機(jī)發(fā)生后，日本向德國(guó)政府請(qǐng)求提供遠(yuǎn)程遙控機(jī)器人。德國(guó)的遠(yuǎn)程遙控機(jī)器人大約半米高，身長(zhǎng)約一米半，體重約600公斤，功率自然也大得多。不過(guò)，要說(shuō)到靈活性和機(jī)動(dòng)性，德國(guó)的遠(yuǎn)程遙控機(jī)器人就遠(yuǎn)不如這種核化機(jī)器人。在事故現(xiàn)場(chǎng)，如果碰上狹窄的樓梯，它連彎兒都轉(zhuǎn)不過(guò)來(lái)，而核化機(jī)器人卻能穿梭自如。
將研制水下防化機(jī)器人
“正常情況下，在5公里范圍內(nèi)可以對(duì)機(jī)器人進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，遇到復(fù)雜的障礙物，也能達(dá)到1公里以上。”宋愛(ài)國(guó)說(shuō)，只要將控制系統(tǒng)的天線加大即可，遙控范圍將會(huì)擴(kuò)大到20至30公里。
專家們認(rèn)為，核化機(jī)器人的誕生填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)同類技術(shù)的空白。
下一步，他還想研制一臺(tái)水下防化偵察遙操控機(jī)器人，現(xiàn)在已經(jīng)在設(shè)計(jì)初步方案。宋愛(ài)國(guó)解釋，設(shè)計(jì)這樣一款機(jī)器人將面臨很多新問(wèn)題。首先要全面防水，深水作業(yè)對(duì)材料的硬度、強(qiáng)度要求更高。和陸地上的機(jī)器人不同，水下機(jī)器人既要能在水底爬行，又要能在水中懸停，在結(jié)構(gòu)上要進(jìn)行全面改進(jìn)。同時(shí)，在水中的通訊也是個(gè)問(wèn)題，因?yàn)樵械膫鬏斚到y(tǒng)無(wú)法使用。
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