軍事機器人指日可待?機器人格鬥大賽驚現中國99坦克軍工科技
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99坦克的履帶、戰列艦的隔艙、神舟飛船的外殼、登月車的電路,這些設計做出來的機器人,就問你怕不怕?
機器人從來不止活在電影中,而是21世紀真真正正值得研究和展望的領域。軍用機器人早已經在世界各國展開研究,無人機、無人戰車等等將會成為未來戰場的主要力量。俄羅斯就曾在敘利亞使用無人戰車掩護地面部隊進攻恐怖分子。奪回大片失地。
雖然軍事方面還在起步中,但日常中的機器人卻是越來越多,機器人技術在國際上也越發得到重視,但中國的機器人製造水平,在國際上的地位尚不明朗。而最近,機器人格鬥風潮終於吹向中國,使中國機器人走向國際舞台。
《鐵甲雄心》機器人格鬥比賽
這次有咱們軍武的激情支持,快看看
一台110kg重的機器人和幾噸重的坦克相比或許技術含量有限,但如果一台機器人集航天飛船、坦克、登月車技術於一體,那就非常值得關注了。
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《鐵甲雄心》這檔節目,軍武菌上周就有提到過,雖然是一檔綜藝節目,但實質上是中國首次舉辦的全球性機器人格鬥比賽,也算是中國造機技術在世界面前的首次亮相。第一期節目中已經出現了中國大學生打敗世界冠軍的「奇蹟」,第二期又出現了一支實力更強大的大學生隊伍——哈工大戰隊。
哈工大的機械製造技術是國內頂級的,是為數不多可以為軍事國防領域提供技術的高校之一。在舉世矚目的「神舟」號系列飛船研製過程中,哈工大攻克了KM6、返回艙焊接變形矯形技術、三軸模擬實驗轉檯等多項技術難關,在國防領域也多有貢獻,或許是歷史淵源,這個學校的學生造出的機器人渾身上下都是濃濃的「哈工大風格」。
哈工大參賽機器人名叫「深海巨鯊」,據參賽成員李蘊洲介紹,這台機器人採用了99式坦克的履帶結構設計、「神舟」號的外殼材料、「玉兔」號登月車的電路和哈工大的機械製造技術組成,聽起來也是有點厲害。總體來看,主體理念還是來源於99式坦克,從外形到內在,是以這款坦克的理念為骨架,「神舟」號的外殼材料做強化盔甲,「玉兔」號登月車的電路系統做心臟。
先從99式坦克說起。這一系列坦克自建國50周年閱兵式亮相起,問世已近20年,非常經典,號稱「中國籍最強陸戰之王」,是中國主戰坦克技術的代表。而哈工大機器人在驅動設計上正是借鑒了這款坦克的設計理念,並根據機器人格鬥的條件加以改造。
就陸地格鬥來說,坦克可以稱之為陸戰之王。以坦克為原型並加以改造的機器人,戰鬥力也必定不差。從設計上分析,用履帶代替輪子是一種十分巧妙、聰明的做法。履帶本身對地面環境適應性好,足以克服機關重重的格鬥場地;而「深海巨鯊」採用的是並聯式磁性履帶,對鋼製場地具有吸附能力,滿足機器人雙面行走和減震的需求。
同時,將履帶懸掛系統優化,採用小型扭桿懸掛,提高機身減震性能,減小機器人對抗中對機身內部結構的衝擊;履帶驅動輪採用克里斯蒂懸掛的驅動輪設計,履帶部分受損斷開的情況下依靠驅動輪獨立驅動仍然能保證機器人的行動能力,在此基礎上,強化內外履帶之間的連接,保證行駛的穩定性。
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克里斯蒂懸掛,
坦克履帶斷了可以跑的更快
此外在裝甲上,「深海巨鯊」採用了類似於我國682複合裝甲結構的鋼/聚氨酯玻璃鋼/鋼的裝甲模式,並取得了良好的效果。火力,機動,防護這三點上,更側重於機動和防護。
除了借鑒坦克設計理念,這款機器人還借鑒了主力艦設計中的水密艙以實現防火和需要重點保護的隔斷的設計,另外戰列艦設計中的主裝甲帶理論也在這輛車上有顯著的體現,並且可以根據作戰任務不同,採用不同的防禦方案對車輛進行防禦。
戰艦的水密隔艙設計,可以讓機器人更抗打
第二個亮點是「神舟」號飛船同款外殼。在外殼上,哈工大戰隊採用了部分航天複合材料,主要有航天硬鋁合金與強韌性鈦合金材料,配合蜂窩結構設計,降低機器人整機質量的同時也加強了機器人結構強度。在承受機器人格鬥產生的衝擊過程中,這些複合材料通過內部結構形變吸能,保護機器人內部的脆弱結構不被破壞。
另一個重點就是能源中樞設計——「玉兔」號登月車電路。作為一個兼職「網紅」的登月車,「玉兔」號的「休眠」和徹底沉睡一度讓全體中國人揪著心。而這種「休眠」模式和它的電路電路設計直接相關。為了適應月球表面巨大的晝夜溫差,使「玉兔」號在溫度零下180℃的黑夜來臨時能夠存活下來,其內部設計了非常複雜的電路結構,不僅要耐壓、耐流,還要對重要零件做好可靠的防護。或許是為了確保內部系統萬無一失,哈工大戰隊選擇了「玉兔」號作為借鑒。
玉兔號登月車
在能源供應上,「深海巨鯊」採用的是鋰離子聚合物電池,它的優點就是重量輕、容量大、放電能力強,電池組瞬時能釋放200安培的電流,為大功率行駛電機和武器電機提供了足夠的能量。在關鍵的電機驅動設計中,驅動器的元件、晶元選用的是航天級的,除了耐壓、耐流能力強,它比一般的工業級器件有更高的可靠性,比如機械強度和可工作的溫度範圍(工業級-40~85攝氏度,航天級-55~150攝氏度),當然價格高出了近十倍。
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機器人的格鬥過程激烈而難以預測,機器人整體受到的衝擊、震動,與登月車在整個發射、著陸過程中受到的衝擊、震動相當,不僅要保護內部系統不被破壞,還要保證遙控器與機器人通信的弱電信號不受機器人內部高電流的干擾。因此在電路設計中,哈工大戰隊首先提高了電磁兼容性,並借鑒了登月車電路的冗餘性設計,尤其是其中關鍵的器件,一個壞了會有備份立即投入工作。相應的,如此複雜的空間環境對電路的絕緣性提出了極高的要求,同樣對於電驅的對抗機器人,絕緣的要求也是很高的。每一個電路的連接處,都用航天器上用的特殊絕緣膠進行加固和絕緣。
據悉,哈工大戰隊此次出戰《鐵甲雄心》得到了母校的鼎力支持,甚至開放了精密實驗室和儀器使用權,這使得哈工大的學霸們宛如開掛,經過細緻考慮,層層防護,再加上頂級裝備,「深海巨鯊」這台機器人從理論上來說幾近完美,「製造青史留名的機器人」或許不是一群稚嫩學生的空口吹噓,軍武菌熱切期盼這在不久之後的將來真正實現!
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但從另一個角度來說,「深海巨鯊」在戰場上能發揮幾分戰鬥力有待考察。畢竟中國在格鬥機器人方面的經驗少之又少,實戰中會發生什麼不可預測,即使是集頂級軍工航天技術與一身的「工業貴族機器人」,我們也只能給予祝福。


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