Промышленные роботы Ч. 3 учебное пособие

3.2. Мобильные роботизированные взрывотехнические комплексы

Среди многих видов деятельности по обеспечению безопасности и защиты общества особо важное значение имеют мероприятия, связанные с предотвращением терактов с применением взрывных устройств, направленных на уничтожение и запугивание гражданского населения, а также разрушение объектов человеческой деятельности. Подобные преступления заставляют специалистов во всем мире искать эффективные пути борьбы с ними, одним из которых является разработка мобильных роботов, предназначенных для выявления и уничтожения ВУ.

Следует отметить, что задачи по проектированию и созданию таких роботов довольно успешно решаются зарубежными разработчиками, о чем свидетельствует широкий спектр предлагаемой ими специальной техники Andros Mk V A, Wheelbarrow Mk7, RODE, Castor, Hobo и др. Опережающее развитие роботизи-

рованных средств за рубежом обусловлено в первую очередь большим опытом ведения антитеррористической борьбы. Для современной России подобный опыт сравнительно невелик. Однако события последних лет заставили отечественных специалистов сосредоточить свои усилия в области проектирования мобильных роботов специального назначения с целью ликвидации возникшего технического вакуума. За короткий период на свет появился целый ряд отечественных образцов роботизированной техники, различающихся по классу, назначению и составу исполнительного оборудования (МРК-01, МРК-25, «Скорпион», «Антитеррорист», «Разведчик», «Богомол» и др.). К перечисленным образцам российского производства относятся МР «Вездеход-ТМ3» и «Варан», являющиеся результатом совместной работы специалистов различных областей.

3.2.1. Составиустройствомобильногороботизированного взрывотехническогокомплекса

Для противодействия преступлениям с применением ВУ во многих странах созданы специальные взрывотехнические подразделения полиции и служб безопасности, оснащенные необходимым оборудованием и снаряжением, в том числе мобильными роботизированными взрывотехническими комплексами (МРВК), обеспечивающими эффективное и безопасное для личного состава подразделений выполнение необходимых взрывотехнических работ.

61

МРВК состоит из одного или нескольких мобильных роботов, комплекта сменного рабочего оборудования, средств доставки, энергообеспечения и технического обслуживания.

Рис. 52. Мобильный роботизированный взрывотехнический комплекс, состоящий на вооружении специальных подразделений Министерства обороны Франции

Например, в состав комплекса, показанного на рис. 52, входят мобильный робот Wheelbarrow Mk8+ и миниробот Cyclops Mk4, а также комплект специального снаряжения (разрушители различной мощности, инструмент и приспособления), применяемого с помощью роботов.

Ядром комплекса является универсальный мобильный робот (массой от 200 до 400 кг), оснащаемый рабочим оборудованием и инструментом. Он может производить:

–поиск взрывоопасных объектов на местности, в сооружениях, стационарных объектах и на транспортных средствах;

–детальное обследование обнаруженного объекта;

–обезвреживание или уничтожение объекта;

–транспортирование в безопасное место или укладку взрывоопасного объекта во взрывозащитную камеру;

–доставку специального оборудования к объекту.

Универсальные мобильные роботы представляют собой малогабаритные дистанционно управляемые самоходные средства, оснащаемые необходимым набором аппаратуры и сменного рабочего оборудования. Заложенный в конструкцию большинства роботов модульный принцип делает возможной их быст-

62

рую техническую адаптацию к конкретному виду проводимой операции или выполняемых работ. Многофункциональные комплексы создаются формированием рабочей системы из модулей сменного вооружения или рабочего оборудования на базе модуля транспортного средства.

Транспортное средство состоит из ходовой части, корпуса и энергетической установки. Корпус изготовлен из алюминиевых сплавов или легированной стали. Ходовая часть может быть колесной, гусеничной или сменной (быстро заменяемой с колесной на гусеничную и обратно).

Выбор типа ходовой части определяется характером местности, на которой преимущественно будет использоваться робот. Так, мобильный робот, предназначенный для работы в труднопроходимой местности, имеет гусеничную ходовую часть. При преимущественном использовании робота на ровной поверхности (улицы, дороги) более предпочтительным является колесный вариант транспортного средства.

Основные свойства колесного транспортного средства мобильного робота (проходимость, экономичность, плавность хода и устойчивость движения) в первую очередь зависят от общего числа колес и числа приводных колес.

Наиболее распространенной конструктивной схемой мобильных колесных роботов является четырехколесная. Такие транспортные системы обладают высокими эксплуатационными качествами на ровных твердых поверхностях (например, в городских условиях). Увеличение проходимости робота достигается при помощи систем с индивидуальным приводом на каждое колесо.

Наряду с достоинствами такие колесные транспортные системы имеют существенные недостатки: способность преодолевать лишь незначительные по высоте препятствия, отсутствие возможности передвижения по лестнице и ограниченность движения по уклонам, значительные колебания передающих телекамер при движении. Эти недостатки существенно сужают диапазон применения четырехколесных мобильных роботов.

Увеличение числа колес приводит к усложнению конструкции, однако при этом увеличивается профильная проходимость, улучшается маневренность при использовании бортовой схемы поворота. Для повышения адаптации многоколесных машин к поверхности сложного профиля их корпуса выполняют в виде секций, соединенных специальным шарниром, имеющим одну или несколько степеней свободы. При этом все колеса являются ведущими. Например, так устроен робот Hobo (рис. 53), входящий в состав подвижной криминалистиче-

63

ской взрывотехнической лаборатории (Россия). Передняя и задняя оси его ходовой части имеют возможности поворота относительно продольной оси машины.

Рис. 53. Hobo – дистанционно управляемый мобильный робот

Гусеничная ходовая часть конструктивно более сложна, тяжела и менее надежна по сравнению с колесной, но обладает целым рядом существенных преимуществ, например лучшей опорно-тяговой и профильной проходимостью, большей прочностью и т. д.

Гусеничный робот обладает более высокой проходимостью за счет надежного сцепления с поверхностью движения, может преодолевать препятствия в виде выступов и провалов, а также передвигаться по лестницам. Кроме того, достоинством является простота и отработанность схемы двухгусеничного движителя для традиционных транспортно-тяговых машин. К недостаткам следует отнести большие динамические нагрузки при преодолении препятствий с резким нарастанием крутизны (отдельные камни, выступы).

Высокую профильную проходимость обеспечивают четырех- и шестигусеничные транспортные средства. Например, передвижение робота Andros Mk V A осуществляется за счет трех пар гусеничных лент, установленных с правой и левой сторон корпуса. Причем главная (центральная) пара осуществляет перемещение по ровной поверхности, а две вспомогательные пары (наклоняющиеся) служат для преодоления препятствий. При необходимости машина может передвигаться в режиме шагания. Привод ходовой части машины и рабочего оборудования обычно электромеханический (на мобильном роботе Hobo манипулятор имеет гидравлический привод).

64

В качестве энергетической установки служат электрические аккумуляторы, их емкости достаточно для работы в течение нескольких часов. Также возможно питание от внешнего источника электроэнергии – переносного электроагрегата или бортовой сети средства доставки.

Из рабочего оборудования мобильных роботов, входящих в состав МРВК, наибольшее распространение получили:

–манипуляторы со сменными захватными устройствами;

–разрушители различной мощности, используемые для нейтрализации взрыв-

ных устройств без их детонации, для выбиваниядверейиразбиваниястекол;

– гладкоствольное полуавтоматическое ружье (рис. 54), применяемое при разрушении замков в дверях зданий и автомобилей, а также стекол, для обеспечения доступа к опасному объекту.

Манипулятор, устанавливаемый на транспортное средство, является основным рабочим оборудованием и может иметь в зависимости от конструкции и основного назначения машины от трех

до шести степеней свободы. Манипулятор (как правило) приспособлен для установки сменного рабочего оборудования, аппаратуры или инструмента и обеспечивается сменными захватными устройствами различных форм и размеров (рис. 55), позволяющими подбирать невзорвавшиеся боеприпасы и самодельные взрывные устройства в различной упаковке. Для увеличения зоны обслуживаниянаманипуляторможетустанавливатьсятелескопический удлинитель.

а б

Рис. 55. Мобильный робот MV4: а – манипулятор; б – сменные захватные устройства (слева – для захвата цилиндрических предметов типа бомб, снарядов; справа – для захвата предметов в мягкой оболочке)

65

Разрушители применяются для обезвреживания боеприпасов, взрыватели которых находятся вне заряда взрывчатых веществ (ВВ), и разрушения самодельных взрывных устройств без их детонации. Конструктивно разрушитель представляет собой ствол, заряжаемый холостым 12,7- или 20-миллиметровым патроном. Запирание ствола производится винтовым затвором. В качестве снаряда могут применяться стальные, деревянные либо пластмассовые болванки, дробь, песок, масло, вода. Например, разрушитель TEL 220 (рис. 56), имеющий массу 5 кг, длину 250 мм, ширину 100 мм, высоту 100 мм, заряжается стальными болванками массой 307 г или деревянными болванками массой 30 г. Инициирование заряда производится электрическим способом с пульта оператора.

Рис. 56. Разрушитель TEL 220 и используемые пули-болванки

Следует иметь в виду, что применение разрушителей, снаряженных болванками, очень опасно (особенно в городских условиях). Так, трехсотграммовая стальная болванка разрушителя TEL 220, входящего в комплект оборудования мобильного комплекса TEL 600, имеет начальную скорость 280 м/с и дальность полета более 2000 м.

Более безопасными являются гидродинамические разрушители, т.е. разрушители, в которых в качестве снаряда используется вода. Мощная струя, образующаяся при инициировании порохового метательного заряда, способна разрушить оболочку (неметаллическую или тонкую металлическую) взрывного устройства и заряд ВВ, не вызывая его подрыва (рис. 57).

66

При выполнении технологических операций оператор, используя информацию об объекте и ходе выполнения работ, полученную с телекамер и выведенную на экраны мониторов, непрерывно управляет вручную исполнительными механизмами манипулятора и транспортного средства. Сложный процесс управления в сочетании с характером выполняемых взрывотехнических работ, требующих повышенного внимания и осторожности, приводит к быстрой утомляемости оператора и, как следствие, увеличению вероятности ошибочных действий.

Для облегчения работы оператора используется так называемое пропорциональное управление по скорости или усилию: малому перемещению рычага (джойстика) управления движением робота соответствует малая скорость движения машины, полному перемещению (до упора) – максимальная скорость; малому перемещению джойстика управления захватным устройством соответствует небольшое усилие сжатия губок, полному перемещению (до упора) – максимальное.

Кроме того, робот может оснащаться дополнительным оборудованием, облегчающим выполнение отдельных операций:

–цветными телевизионными камерами с управляемым фокусом для детального осмотра объекта;

–стереоскопическими телевизионными системами, обеспечивающими трехмерное изображение объекта;

–малогабаритными прожекторами для подсветки объекта при действиях

вусловиях низкой освещенности;

–лазерными указателями, обеспечивающими точную наводку ружья или разрушителя в заданную точку объекта.

Наиболее распространенными приборами являются:

–портативная рентгеновская аппаратура для обследования подозрительных объектов (рис. 58);

–электронные стетоскопы для прослушивания ВУ с часовым взрывателем замедленного действия;

–блокиратор радиовзрывателей взрывных устройств.

Портативная рентгеновская установка дает возможность дистанционно, не прикасаясь к объекту, определить его содержимое. По полученной рентгенограмме можно узнать, является ли ВУ оболочечным или безоболочечным, определить местоположение и тип взрывателя, примерно оценить количество взрывчатого вещества.

68