勇奪國際隧協(xié)大獎,仿生機器狗如何“活躍在地下”?

在地下工程的勘探、建設(shè)和維護中,機器人應(yīng)用已經(jīng)成為了新的發(fā)展趨勢。在智利丘基卡馬塔地下礦場項目中,施工團隊成功應(yīng)用了Spot機器狗,不僅提升了現(xiàn)場安全性,還增加了工作效率。該項目還獲得了2022年國際隧協(xié)大獎中的“年度裝備與設(shè)備創(chuàng)新獎”。

Spot機器狗的優(yōu)勢在于其系統(tǒng)兼容性強大,續(xù)航能力優(yōu)秀,具備摔倒后自主重新站立的能力,這些特性在環(huán)境惡劣的地下采礦場中是至關(guān)重要的。

具體應(yīng)用

1)危險環(huán)境中的檢測工作。在地下工程施工中,有些工作是在危險的環(huán)境中進行的,例如每次鉆爆施工完成都需要檢查所用炸藥是否全部被正確引爆。這項檢查工作可能要面對未爆炸的爆炸物、殘余的有毒氣體、地勢不平加照明不足造成的跌倒風險。Spot機器狗越障能力強,并且具備在摔倒后自主重新站立的能力,這些特點使得它可以勝任這項任務(wù)。Spot機器狗在抵達目標區(qū)域后,會利用搭載的設(shè)備拍攝圖像并進行點云掃描,然后自主按照原路返回安全區(qū),提供數(shù)據(jù)。

2)質(zhì)量控制和測量工作。在智利的工程中,Spot機器狗承擔了噴射混凝土質(zhì)量控制和測量等工作。機器狗身上攜帶著幾種不同的傳感器,1臺設(shè)備1次測量就可以收集到多種數(shù)據(jù)。Spot機器狗的實際應(yīng)用效果明顯,顯著提升了測量和質(zhì)檢工作的效率。

缺陷

1)通訊能力。遠程遙控與實時圖像傳輸都需要高速無線網(wǎng)絡(luò),而地下工程施工現(xiàn)場實現(xiàn)信號全覆蓋比較困難,想要實現(xiàn)實時的數(shù)據(jù)交互就需要機器狗攜帶大功率的通訊設(shè)備。

2)載重問題。Spot機器狗的載重能力有限,這意味著它很難搭載大型設(shè)備,對其功能存在一定的限制。

3)移動速度問題。Spot機器狗的移動速度最大可達1.6 m/s,如背負設(shè)備并在困難地形中行動時,速度會大大放緩。

增大體型是解決以上問題的簡單方法,更大的載重意味著機器人能夠攜帶更多的設(shè)備和通訊工具,并采用功率更大的動力系統(tǒng);但更大的體型及質(zhì)量也意味著靈活性與穩(wěn)定性的降低,如何取得平衡將是未來技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。