以色列微型战术地面机器人MTGR

□杨彦龙   2017-07-04 23:30:01

独特的轮履复合式结构,超具人性化的通用操控终端……这就是以色列机器人团队(Roboteam)公司新推出的微型战术地面机器人MTGR——

新型微型战术地面机器人

在2016年美国陆军协会年会上,以色列机器人团队(Roboteam)公司展示了为其微型战术地面机器人(Micro Tactical Ground Robot,简称MTGR)开发的新作战能力。通过配备激光雷达和各种光电传感器,该机器人能够在环境复杂的建筑物内或封闭环境中以“引导-跟随”模式与士兵一同参与作战行动。

以色列推出的微型战术地面机器人MTGR是一种独特而性能强大的轻型无人作战平台,专门用于军队、执法机构在崎岖山地、城镇、涵洞和地下通道等士兵无法直接进入的环境中执行情报收集、侦察监视、战场巡逻、搜索救援以及核生化爆炸诸方面的勘测和处理任务。

该微型战术地面机器人系统组成包括机器人平台、ROCU-7操控终端和附加载荷(诸如光电传感器、排爆机械臂和武器)等模块。

MTGR平台可在各种作战环境中执行爆炸物处理任务机器人平台

MTGR机器人平台的最大亮点是其行走机构为独特的轮履复合式结构。行走机构由4个轮子及加装在前方2个轮子外侧的驱动臂组成,其中驱动臂为履带式。平台通过4个电机驱动,其中2个电机分别控制两个前轮,另外2个电机分别控制前轮两侧的2个驱动臂机构,由美国军用标准24V可拆卸电池组供电,续航时间约3h,允许工作环境温度为-20°~+90°,防护等级为IP65。

当平台在平坦路面环境下,可依托轮式机构行走,以提高其行驶速度,此时便将驱动臂折叠至上方;而当平台在野外、沟壑和涵洞等复杂的地形环境下,可将驱动臂前伸,使用轮履复合式机构行走,以提高其越障能力。

其履带式驱动臂机构比较长,当遇到障碍物时可以顶起前轮,以帮助机器人完成跨越35cm的垂直障碍物、攀爬20cm高度的楼梯、45°的斜坡和涉水等行动。

新颖的行驶机构使得MTGR平台在室内和室外都具有良好的机动性能,其平均行驶速度为3km/h,最高可达6km/h。

MTGR平台四周搭载有5部均能实

MTGR平台在室内和室外都具有良好的机动性能。其履带式驱动臂机构比较长,可以在遇到障碍物时顶起前轮,以帮助机器人完成跨越垂直障碍物、攀爬斜坡等行动

MTGR平台全质量仅9.4kg,最大可搭载10kg载荷,可由一名士兵背负携行

Rocu-7操控终端适用于公司所有无人系统,其外形酷似游戏手柄ROCU-7操控终端

Roboteam公司的操控终端ROCU-7被设计为该公司所有无人系统的通用控制器,其独特的通信技术允许操控员使用一台操控终端即可在地面、海上或空中的多个无人平台间无缝切换。

该操控终端外形酷似游戏手柄,人机工效性非常好。其外壳尺寸为30.5×17.5×7.3cm,由独特的复合材料制成,安装电池后总质量只有2.3kg。该电池组由符合美军方标准要求的24V电池组供电,充满电可使用3~6h。电池组具有良好的抗摔、抗震性能。

该操控终端的操作系统适用Windows7 32位或64位系统,其终端显示屏为7寸触摸屏,分辨率为1024×600,操控人员可通过高分辨率的手持触摸屏来操作,具有高度直观的指导系统和操控界面,简单易学,不需要进行特殊的培训即可迅速上手。

附加载荷:排爆机械臂

目前,MTGR平台所搭载的拥有4个自由度的机械臂主要用以排爆,该机械臂质量为4kg,其手爪的最大张开度为11cm,可伸展的最大高度为49cm,可抓取物体的最大质量为5kg。

此外,该机械臂搭载有2个可自动对焦并可放大10倍的摄像头及红外和白光指示灯,主要用于帮助操纵人员通过观察机械臂手爪的动作情况完成对爆炸物的抓取。该机械臂的动力由独立的一组24V电池组供电,其工作环境温度为-20~60℃,防护等级为IP65,符合美军方使用要求。

应用情况

自Roboteam公司推出微型战术地面机器人MTGR以来,该机器人的作战功能不断扩展。2015年9月,微型战术地面机器人MTGR以其良好的机动性和出色的综合性能,在同诸如美国iRobot公司的SUGV机器人等已经被美军广泛使用的无人平台系统的竞标中脱颖而出,获得了美国空军以2 500万美元的合同价格订购250架机器人系统。Roboteam公司位于美国马里兰州的美国子公司将为美国客户生产MTGR机器人系统。

此外,波兰军队也选择了将MTGR装备地面部队,作为其“狼蛛”项目的一部分。最初,波兰计划在2018年之前装备50架机器侦察兵系统,但由于邻国乌克兰的紧张局势日益加剧,导致波兰人加快了这一计划,因此迫切需要这种系统。Roboteam公司在2016年年底为其提供了50架该无人地面机器人系统。

目前,Roboteam公司正在与美国DRS技术公司合作,联合竞标美国2017年陆军单兵通用机器人系统项目。操控终端简单易学,不需要进行特殊的培训即可迅速上手

MTGR平台的涉水能力也很强。图中可见驱动臂向上折起

MTGR平台正在攀爬楼梯

MTGR平台已被几个国家采用,图为其使用场景以色列MTGR与美国SUGV对比

美国iRobot实验室是处于世界领先地位的微小型无人地面机器人研究开发的重点实验室之一,其研制的单兵便携式遥控地面武器机动平台Packbot被美国军方视为轻型无人侦察战术机动平台的模板。Packbot机器人是世界上经过战争环境测试的、最成功的机器人之一,在伊拉克和阿富汗战场上已大显身手。继Packbot机器人之后,iRobot公司又研制出微型无人地面机器人SUGV,这是一款坚固耐用的便携式地面机器人系统,主要是为了适应阿富汗战场多涵洞、多地道的复杂作战环境而开发,其平台底盘质量为13.62kg,外形尺寸为610×420×170mm,能够放入一个美军标准背包内携带。整个系统采用模块化设计,可以搭载机械臂、光电传感器以及化学、辐射、核探测器等不同任务载荷,主要用以执行侦察、监视和排爆等任务。该机器人系统包含两个鳍状小臂,可以帮助机器人完成跨越垂直障碍物、攀爬楼梯以及在地下坑道、隧洞等的探测任务。系统由美国军用标准24V电池组供电,续航时间最高可达6h,通信距离可达1000m。

通过对比分析可知,MTGR的外形尺寸和质量都比SUGV稍微小一些,因此能更容易进入较小的隧道或涵洞去执行作战任务,也更容易装在背包里由单兵携行使用。但MTGR的通信距离只有500m,所以MTGR在500m长度以内的隧道或涵洞内执行任务的优势比较明显,一旦超过此长度,SUGV将更有优势,因为其通信距离是MTGR通信距离的两倍。此外,由于SUGV配备了升级的电池包,其续航能力和行驶速度也基本是MTGR的两倍。

虽然SUGV和MTGR相比各有不同优势,但在价格方面,MTGR有着非常明显的优势,根据Roboteam公司签订的合同条款可以看出,新升级的MTGR以大约每台11.6万美元的价格出售。相比之下,SUGV的标价几乎是它的两倍,大约每台20.7万美元。MTGR之所以售价如此便宜,是因为Roboteam公司从成立之初就始终追求降低机器人的成本,并能根据客户的需要量身打造、迅速设计改进。

正是由于这些优势,使得美国、波兰和英国都对MTGR信赖有加,并采购其作为军队编配的地面无人系统。美国iRobot公司SUGV无人地面移动机器人,其外形尺寸、质量较以色列MTGR大,但通信距离也更长未来发展

虽然以色列新型无人平台MTGR拥有较强的优势,但公司仍不断提升与改进其性能。今后,随着科学技术的不断发展,在新型动力与能源技术、探测与识别技术、激光通信与网络通信技术及自主控制技术等关键技术不断取得突破,新型无人平台的持续执行任务能力、态势感知能力、信息实时传输能力及智能化水平必将得到大幅提升,进而使无人平台成为有人平台的重要辅助力量,形成无人平台与有人平台相结合的新型作战编组、作战方法和作战模式,对未来作战以及装备体系带来深远影响。

编辑/刘兰芳

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