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一种排爆作战一体化机器人的设计

仲隆健;赵宇萌;刁振霖;张国恒

【摘要】设计了以履带式移动平台作为载体基础的机器人，通过搭载作业手臂和

子弹发射平台，该机器人可以在完成排爆任务的同时拥有作战能力。通过对机器人

系统总体构架、硬件组成、软件设计三个方面进行分析和设计，使机器人能够达到

协调、快速、准确地完成指定设计要求。实验数据表明，该机器人能够完全实现设

计要求。%Designofthetrackedmobileplatformasbasisvectorsofthe

robot,poweredbyworkingarmandbulletlaunchplatform,therobotcan

beincompleteEODtasksatthesametimeandhavecombatcapability.By

analyzingandresearchingontheoveralldesign,hardwarecompositionand

soft-waredesignoftherobotsystem,therobotcanachievethepurposeof

coordination,rapidandaccuratework.Experimentalanddataresults

showedthattherobotcouldachievethedesignrequirementscompletely.

【期刊名称】《西北民族大学学报（自然科学版）》

【年(卷),期】2015(036)004

【总页数】5页(P10-13,41)

【关键词】排爆作战机器人;作业手臂;发射平台

【作者】仲隆健;赵宇萌;刁振霖;张国恒

【作者单位】西北民族大学电气工程学院，甘肃兰州730030;西北民族大学电气

工程学院，甘肃兰州730030;西北民族大学电气工程学院，甘肃兰州730030;西

北民族大学电气工程学院，甘肃兰州730030

【正文语种】中文

【中图分类】O411.3;TP242

排爆兼作战功能的机器人是一种从事排爆、防爆、安全等工作的综合性机器人，所

以对其各方面改善与创新都是极具研究和应用价值的.对于排爆作战一体化机器人

而言，随着科学技术的不断进步与发展，对它的研究与应用也会更广泛化、智能化、

多功能化，在未来的反恐安全等方面将会起到越来越重要的作用.

目前，对于排爆机器人的研究，不仅创新上有突破，而且在整体结构的设计及优化

方面也取得很大进展[1～2].随着机器人技术发展，经研究发现，履带式机器人能

够更好地适应地面的变化，具有良好的自复位和越障能力，所以采用履带式移动平

台作为排爆机器人作业手臂和作战器械的载体[3～4].机器人的作业手臂和作战器

械的协调工作也是很重要的，不仅要考虑作业手臂和作战器械结构上的合理度、协

调度，更要考虑人与机器人之间正确无误的通信.通过通信控制机器人的各种动作，

特别是由排爆机器人的作业环境和作业特点决定的准确的、远距离无线通信的成功

实现便成为排爆机器人研制中尤为重要的一部分[5～8].本文以履带式移动平台为

基础，对兼具排爆和作战功能的机器人进行总体设计研究.

1.1设计要求

排爆作战一体化机器人的基本设计要求是能够实现上位机的远程实时控制、无线通

信技术以及系统的集成.采用远程控制和无线通信等技术可以使机器人能够自动避

开障碍物，加上履带式移动平台作为机器人的载体基础可以使机器人能够更好地适

应山地等复杂环境.通过搭载作业手臂灵敏的动作，可以对危险物进行及时排除，

从而完成排爆任务.增加的子弹发射平台则可以在必要时通过发射子弹，实现作战

的目的.

1.2实现功能

排爆作战一体化机器人的工作过程为从上位机端通过控制按钮发送命令给路由端串

口转发软件，由此串口转发软件发送TTL信号给单片机.单片机会有两个控制方向：

一是进入自动运行状态，同时舵机带动超声波模块旋转测距，这样在行驶过程中进

行避障行驶；二是远程控制开关车灯，同时可以控制前进、后退、左转、右转、停

止功能.整个过程中，摄像头将实时环境画面传回到上位机端，供操作者操纵机器

人的动作.

2.1机械部分设计与实现

本设计机械部分主要由履带式移动平台、作业手臂和作战器械三部分组成.

履带式移动平台能够更好地适应地面的变化，具有良好的自复位和越障能力.同时，

履带式移动平台增加了自身的稳定性，在作业手臂和作战器