Показатели поперечной статистической и динамической устойчивости базовых шасси робототехнических комплексов МЧС России

Размещено на http://allbest.ru

Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий

Санкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы

Дальневосточная пожарно-спасательная академия - филиал

Показатели поперечной статистической и динамической устойчивости базовых шасси робототехнических комплексов МЧС России

Можаев Александр Григорьевич

г. Владивосток

Аннотация

Описаны проходимость, ходовые характеристики и устойчивость некоторых основных моделей РТК в МЧС (ЕЛЬ-4, ЕЛЬ-10, ЛУФ-60). Определено, что высокая устойчивость обеспечивается благодаря снижению скорости передвижения, что во многих случаях является минусом. Обоснована необходимость применения модульного принципа, во главе которого будут высокоустойчивые шасси, что облегчит разработку новых моделей и сделает РТК многофункциональными при небольших модификациях.

Ключевые слова: РТК, робототехнический комплекс, МЧС, министерство чрезвычайных ситуаций, шасси, устойчивость динамическая и статическая, проходимость, разведка, спасательные работы, пожаротушение, разминирование.

Согласно ГОСТ Р 54344-2011 робототехнический комплекс; РТК: Совокупность функционально связанных между собой технических устройств, включающая РТС и средства его эксплуатации. Конечно РТК могут быть очень разнообразны, в нашем случае исследованию подлежат наземные варианты с шасси [1].

Применяемые сегодня робототехнические комплексы МЧС являются достаточно узкоспециализированными и работают в нестандартных условиях, применяя дополнительные устройства, манипуляторы для взаимодействия с внешней средой, поэтому устойчивость шасси должна быть рассчитана с большим запасом по сравнению с обычными автомобилями [2].

Для того чтобы описать устойчивость шасси - сделаем это последовательно, представив на примере основных моделей, которые применяются в МЧС.

Так как конкретные расчетные показатели в столь узкоспециализированных и запатентованных моделях не предоставляются в свободном доступе - оценим устойчивость на примере известных ходовых характеристик. Робототехнический комплекс пожаротушения среднего класса РТС ЕЛЬ-4 (существует и модификация ЕЛЬ-10) (рис. 1).

Рис. 1. РТК ЕЛЬ-4 и ЕЛЬ-10 (слева направо)

Применяют при авариях на местности, где размещены опасные для здоровья спасателей производства - атомные, химические и нефтяные объекты. Применяют для доставки установок и средств тушения в зону возгорания в обстоятельствах повышенной радиации, химического заражения, угрозы или появления взрыва. При проведении разведки местности он может найти, извлечь и обезвредить действующие боеприпасы или взрывоопасные предметы. В качестве инженерного вооружения применяется комбинированный бульдозерный нож с гидравлическим с хватом и 3-звенная рука-манипулятор, распложенная в передней части машины. Управление роботом осуществляется по радиосигналу на расстоянии до 2 км.

У ЕЛЬ-4 устойчивость шасси позволяет проходить препятствия до 30 см высотой и уклоном до 30 °, манипулируя при этом грузами до 2500 кг. Для ЕЛЬ-10 максимально преодолеваемый подъем на твердом сухом грунте с полной нагрузкой (до 1 тонны) в схвате составляет также 30 °.

Шасси здесь используются серии MV для разминирования (MV-4 и MV-Ш). Что касается вездеходовских качеств, то гусеничный движитель в комментариях не нуждается - реализованы возможности боевой техники. Здесь лента не металлорезиновая, как во многих строительных, коммунальных машинах, а металлическая, со стандартными грунтозацепами.

Благодаря низкому центру тяжести «четверка» может уверенно держаться в 20° крене (как описано выше максимум это 30°), преодолевать 30-сантиметровые преграды в виде упавших деревьев, опор линий электропередач, «залезать» на крутые подъемы, передвигаться на водоемах с 60 сантиметровой глубиной. У «десятки» предельный крен на 10 градусов выше, высота преодолеваемого препятствия на 10 см выше, а глубина брода составляет 0,8 м.

Гусеничный беспилотный пожарный робот ЦОТ 60 (рис. 2) - это дистанционно управляемая мобильная установка пожаротушения на гусеничном ходу.

Рис. 2. РТК ШР 60

Предназначен для работы в экстремальных условиях в ограниченном пространстве (туннели, вокзалы, склады). Его результативно используют для устранения небольших завалов, что позволяет быстрее достичь очага возгорания.

«ЛУФ-60» передвигается на гусеничном ходу, также к нему можно подсоединить специальные катки, и он может ехать по рельсам. Способен преодолевать преграды наклоном до 30° при общей скорости до 6 км/час. Недостаток устойчивости - относительно крупные габариты, что может создать трудности при движении робота через проёмы и помещения, отсюда такая медленная скорость.

Мобильный робототехнический комплекс Teodor (рис. 3). Служит для обеспечения визуальной разведки труднодоступных территорий. Оснащен электроприводом и гусеничным шасси. Это помогает успешно преодолевать неровные поверхности с уклоном в 450 , а также брод с глубиной до 300 мм.

Для эффективного использования мобильных роботов в экстремальных условиях следует применять модульный принцип их построения, что позволяет варьировать необходимое многофункциональное оборудование, устанавливаемое на унифицированном шасси [3].

Рис. 3. Мобильный робототехнический комплекс Teodor

Представленные РТК предназначены в основном для режимов дистанционного и автономного управления, что обусловливает их динамические характеристики устойчивости не позволяющие двигаться со скоростью более 10-15 км/ч. Одним из оптимальных путей решения этой задачи является разработка систем управления, устанавливаемых на штатные как колёсные, так и гусеничные шасси. Это позволит переоборудовать значительный парк транспортных средств. Сами машины чаще всего на шасси из алюминиевых сплавов и легированной стали с колесной, гусеничной или сменной (быстро заменяемой с колесной на гусеничную и обратно) ходовой частью.

Но в целом в применяемых РТК отмечается высокая устойчивость это объясняется и широким применением гусеничных шасси (колесное или специальное комбинированное), причем во всех вариантах от сверхлегких машин до тяжелых. робототехнический гусеничный шасси пожаротушение

Для РТК массой менее 800 кг разрабатываются оригинальные специализированные транспортные модули (рис.4). Более тяжелые робототехнические системы применяют в качестве базовых шасси серийно выпускаемые образцы военной и гражданской транспортной техники (например на базе погрузчика типа «Bobcat» - серия «А» - комбинационная система поворота; серия «S» - бортовая система поворота; нередко привод на все колёса; повышенная устойчивость снабжается, благодаря наличию электронной системы управления подвеской и выравнивающему шасси).

Рис. 4. Конвертируемая ходовая часть РТКМРК-25

Складывание гусеничного обвода дает возможность роботу маневрировать в стесненных условиях (например, разворачиваться на лестничных площадках).

Список литературы

1. ГОСТ Р 54344-2013 «Техника пожарная. Мобильные робототехнические комплексы для проведения аварийно-спасательных работ и пожаротушения. Классификация. Общие технические требования. Методы испытаний».

2. Якутов А.В. Проблемные вопросы развития наземных РТК МЧС России // Пожарная безопасность: проблемы и перспективы, 2017. № 8. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://cyberleninka.m/artide/n/problemnye-voprosy-razvitiya-nazemnyh-rtk-mchs-rossii/ (дата обращения: 14.03.2019).

3. Цариченко С.Г. Экстремальная робототехника в МЧС России - задачи и перспективы // CNBOP-PIB. 2012. №. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://cyberleninka.m/artide/n/ekstremalnaya-robototehmka-v-mchs-rossiп-zadachi-i- perspektivy/ (дата обращения: 14.03.2019).

Размещено на Allbest.ru