AutoCAD/Solidworks反恐排爆机器人设计(3)
到了 90 年代，移动机器人已经发展到了具有自主能力的自主型移动机器人水平还难以实现全自主的排爆机器人，因为机器人在复杂的环境移动时，必须对地面环境进行建模和处理，才能决定如何行动，计算机视觉技术对复杂环境的快速响应仍然十分困难，需要高速图象处理技术、高精度的 GPS、电子罗盘、激光雷达、超声避撞、环境识别等技术。而地面复杂的环境如壕沟、台阶、水塘、沙地、沼泽等也使机器人难以实现完全的自主。
3） 机械手
排爆机器人一般具有排除爆炸物、解救人质、消防、搬运、摧毁、射击、爬楼梯等功能。机器人车上一般装有多台彩色 CCD 像机用来对爆炸物进行观察；一个多自由度机械手，利用手爪或夹钳可将爆炸物的引信或雷管拧下，并把爆炸物运走。机械手一般由多个转动和伸缩关节组成，一般为多个自由度。
2 反恐排爆机器人总体设计
2．1 作业环境和爆炸物类型分析
2.1.1 作业环境
对于排爆机器人，其作业可能需要在野外或城市内展开。机器人实施作业的地面环境由各种天然环境和人工环境构成，机器人到达任务现场，可能会遇到各种凸台、壕沟、斜坡、阶梯，完成穿越灌木丛、涉水上岸，在沙漠、草地、池沼等复杂的地形地貌下完成行走，各98种结构化和非结构化环境相互交错，使其地面作业环境异常复杂。作业环境的非结构化是其主要特点。
一般的犯罪分子或恐怖分子为了制造恐慌、引起社会的动乱，他们会选择一些比较复杂的警方难以控制的公共场合。这种场合有人员密集、环境复杂、难以控制，从而可以造成很大的人员伤亡。所以，很多公共场合成为犯罪分子或恐怖分子实施爆炸的理想场所，比如车站、商场、公共交通车辆、各种娱乐场所等。由于排爆的环境的不同，这就要求排爆机械手能适应不同的环境，所以排爆机械手的设计也要从环境的角度考虑，根据各种复杂环境来设计机械手以进行排爆任务的实施。此外，还要求排爆机械手在各种环境中能保持良好的稳定性能和可靠性。
2.1.2 爆炸物类型分析
近些年来，各种爆炸案件呈不断上升的趋势，给人民群众的生命财产和社会安全造成严重危害，不仅使人民心理恐惧不安，而且严重影响了社会政治和治安稳定，给我国的国际形象造成极大的影响。有关的公安机关一方面要加强爆炸方面的基础知识，另一方面要装备性能优良的排爆设备，尽最大努力保证人民群众的生民财产和文持社会的稳定和安宁。因此，我们有必要对常见爆炸物的类型进行细致的分析。
目前爆炸案件有如下的三个特点：（1）爆炸装置的智能化、高科技化；（2）爆炸装置伪装诡秘，难以发现；（3）除了常见的军用和民用炸药外，硝酸铵炸药也被用来制作爆炸装置[10]。分析常见的爆炸物后我们可以知道，它们一般有如下几个特征：形状大体规则、重量一般在 20Kg 以下、通常被放置于隐蔽的地方如车底、爆炸物所处环境狭小。
2．2 总体分析
上述对作业环境和爆炸物类型的分析，给排爆机械手的设计提供了指导思想和方法。对排爆机器人提出的基本要求是能在常见的各种路面环境中顺利行驶，并且具备将爆炸物转移或当场销毁的功能[11]。为了实现这两个基本功能，所设计的排爆机械手要有一个移动车体，该移动车体能适应常见的地形，因为该机械手主要应用于城市的一些公共场合。此外，还要求有一只能够转移爆炸物的运动灵活且安全可靠的机械手。这就是排爆机械手的总体基本方案，即移动车体＋机械手的方案。所以下面的所有内容基本上是围绕这个方案来展开的。