排爆型无人地面车的最新进展

徐文

随着恐怖袭击威胁增加，拆除简易爆炸装置等危险任务需求激增。借助远距离、零伤亡等先天优势，无人地面车在发现、定位和排除拆除简易爆炸装置等危险作业中得到了广泛应用。

在最近的一系列恐怖分子袭击中，使用最多的方式就是采用简易爆炸装置（IED），包括车载简易爆炸装置（VBIED）和自杀背心简易爆炸装置（SVIED），或放入建筑内或配备了自杀背心简易爆炸装置的杀手混入人群，而应对这种威胁的关键手段就是能在安全距离以外发现、定位和排除这些可疑爆炸物，所以各国政府和机器人公司都在加大投资发展各种具有探测、排爆功能的无人地面车（UGV）或排爆机器人。根据一份爆炸物排除（EOD）和反简易爆炸装置（CIED）设备市场调查报告显示，该行业的预计市场价值将从2014年的57.4亿美元到2023年达到85.6亿美元。其中，又以无人地面车作为一个关键要素，带有便携式X射线系统、炸弹遏制室、排爆套件、爆炸物探测器和搜索镜等设备，组成一个“系统中的系统”。

履带式排爆机器人

T7履带式排爆机器人

在2017年9月举办的英国国际防务展上（DSEI 2017）上，英国国防部宣布，已经向美国哈里斯公司（Harris）授予了价值7000万美元、采购T7履带式排爆机器人的合同，以支持英国国防部全球排爆任务。

T7排爆机器人的设计是专用来应对包括简易爆炸装置在内的各种爆炸物威胁，在搜索并拆除简易爆炸装置的同时，也确保排爆人员免受伤害。此外，T7排爆机器人也能满足当前商业和军事任务的苛刻需求，包括危险品（HAZMAT）处理、情报、监视与侦察（ISR）、特殊武器和战术任务。

T7排爆机器人配有一个机械臂和夹具，并集成了触觉感知技术，可向操作者提供如真人手臂一样灵巧的动作和灵敏的触觉反馈，每个手指都配装了力传感器，可以测出抓握力，并将这些测量值传输回触觉控制器，使操作人员在控制器中感觉到与实际握抓相同的力，就好像真的抓住并移动物体一样，从而能对复杂任务做出精确响应，缩短了任务完成时间，并提高了任务效能。

T7排爆机器人的履带式底盘十分坚固，即使在崎岖地形下也具备高机动能力。另外，T7排爆机器人系统采用多功能和开放式架构，能够集成标准传感器、排爆工具和其他工具等多种附件，不需要昂贵的硬件投资，就能支持范围广泛的任务。排爆人员只需一天半的时间即能学会T7排爆机器人的操作。

“红鹰”无人地面车

美国哈里斯公司研制的另一种“红鹰”（RedHawk）无人地面车，重23kg，最初也是专门为遥控拆除简易爆炸装置任务设计的。无人地面车上的机械臂能够使用车载的拆弹设备和情报、监视与侦察有效载荷，同时能集成其他标准配件，包括一个四通道遥控器启动系统、前后摄像机和安装挡泥板上四角的用于导航的角摄像机，以及用于导航平移/倾斜的桅杆变焦相机，具有120倍变焦能力。“红鹰”用于情报、监视与侦察，高功率多输入和多输出（MIMO）通信能力以及一个供操作员的使用的可扩展的无线触觉控制器控制单元和精密操控器，从而使操作员在拆除简易爆炸装置的同时，直观地“感觉”目标，使机器人能够像人一样行动。

“红鹰”无人地面车的尺寸为47cm×27cm×45cm，采用螺栓加固的固定装置，能够安装在已经装备部队的各种大型无人地面车上，用12个BB-2590电池作动力，使用时间超过四个小时。最大行驶速度为6km/h，能爬上大于40°的楼梯和斜坡，以及能横越超过30°的横向斜坡，能转直径139cm的圆，并即使倾翻也具有自我复原能力，水平工作距离为220cm，垂直达122cm，采用常规布局的提升重量的能力是113kg，机械臂完全展开时的提升重量为27kg。

“红鹰”无人地面车可通过四个以太网络和24V DC连接器连接到网络系统，车上还有皮卡汀尼公司导轨，用于整合的配件包括车载简易爆炸装置拆弹设备，远程启动系统，单/双频带多输入和多输出无线电，一个安装机械臂上的拆弹有效载荷，非导电的电线切割钳和铲车附件（最大能力30kg）。

“特里曼克斯”无人地面车

英国科巴姆公司研制的“特里曼克斯”（Telemax）无人地面车，能执行爆炸物排除和探测化学、生物和放射性物质任务，依靠四个独立的铰接履带行走装置，具有高度机动的能力，既能够独立操纵，也能成对或整体操纵，通过智能控制系统和平台的地形兼容系统（GCS），使“特里曼克斯”无人地面车能应对特殊的地形，包括能爬上45。陡峭的坡度，越过500cm高的障碍物和跨越60cm宽的战壕。“特里曼克斯”尺寸足够小，完全可以放到一辆运动型多用途汽车（SUV）的后排空间内，能通过飞机、地铁、公共汽车或其他公共交通车厢等过道的狭窄的空间环境中工作，而机械臂却能伸到2.5m之外。“特里曼克斯”无人地面车还集成有工具中心包控制器，或使用夹具或用排爆工具，排除简易爆炸装置、地雷和炸弹等。

在探测化学、生物和放射性物质任务中，“特里曼克斯”无人地面车的机械臂还能灵巧地使用镊子、棉签、勺子等收集样本的工具，并将样本储存到随身携带的5个罐子里。

“大蜥蜴”无人地面车

法国ECA机器人公司的“大蜥蜴”（Iguana）无人地面车系列產品，同样专为在包括飞机、火车、巴士车厢内部等狭小空间，进行探测作业，用于爆炸物排除、简易爆炸装置和防化学、生物、放射性、核爆炸（CBRN）以及战斗损伤/风险评估等任务。

目前，“大蜥蜴”无人地面车有用于爆炸物排除和反简易爆炸装置的E型和用于防化学、生物、放射性、核爆炸任务的c型两种布局。

“禽爪”无人地面车

英国奎奈蒂克公司研制的“禽爪”（Talon）系列大型无人地面车，采用耐久性、灵活性、模块化的车体结构，具有上下楼梯的能力，能越过包括岩石、铁丝网在内的挑战性地形以及雪地上行驶，能够在恶劣的天气下作业，最高行驶速度可高达9.6km/h，可参与一系列排险和反恐活动。例如，在军事、执法和急救应用方面，“禽爪”无人地面车广泛应用于简易爆炸装置和爆炸物排除、侦察、通信、安全、重物搬运、防务和救援以及防化学、生物、放射性、核爆炸等任务，是目前唯一能够完成艰巨任务而不需要大修的机器人，在“9.11”事件发生后，曾经被广泛用于世贸中心内的搜寻和恢复工作。“龙行者”小型无人地面车

英国奎奈蒂克公司还推出了称为“龙行者”（Dragon Runner）的便携式小型无人地面车，采用后轮驱动的设计。目前，有DR15、DR20、DR30与DR50共4种型别。DR15为四轮基本型，DR20比DR15重2.27kg，DR30为DR15的6轮设计，DR50是正开发中的最新型。

“龙行者”基本型DR15，长40cm，宽28cm，坚固、耐撞，能投掷过围墙，即使从三楼向下投掷都没问题，着地后即可快速行驶，所以能够由士兵在楼梯间携带或投掷。

“龙行者”的机械臂可以举起2.3-4.5kg重的物体，有效载荷可以包括昼夜摄像机相机、俯仰和变焦相机、运动探测器和一个麦克风，同有无线电频率工作能力，可以在射频干扰环境下工作。

“龙行者”有三种不同的模式：疾驰模式，在行驶中将影像传回给操纵者；警戒模式，停留在原地，侦察在9.1m距离范围内任何动静用麦克风将警报发给操纵者；监视模式，停留在原地，并陆续将影像传回操纵者。

“龙行者”可在危险区域、转角区或士兵难以接近的地方，发现障碍物后藏匿的敌人，用前倾式摄影机持续为士兵提供影像图像，从而提高士兵的生存率。

“战士”710无人地面车

美国Endeavor机器人公司研制的“战士”（Warrior）710无人地面车，也采用模块化设计，功能强大、坚固耐用、行驶速度快，可以以近20km/h的速度行驶，可以承载70kg以上的有效载荷，配有一个双连杆机械手臂，能提升超过150kg重物，或在崎岖地形和楼梯上行驶，或越过多种障碍，能越过了47cm高的垂直障710“眼镜蛇”（图片来源：智能机器人公司）碍物，爬过45°的山坡，也可跨越45cm深的水潭，在翻倒后有自我恢复能力，使用12 BB-2590/U的电池，最大使用时间为10h，并能在一分钟内取出电池组并更换新的，可执行的任务包括爆炸物排除探测、道路清理、反恐、侦察、清理建筑物、渗透等，提供实时情报和态势感知。

“战士”710无人地面车，长105cm，重165kg，配有一个双连杆机械手臂，例如配备美国精确遥控公司的T360超轻型网络化遥控武器站，就是一种超轻型、无人值守、网络化的遥控武器站。

310小型无人地面车

美国Endeavor机器人公司研制的另一种便携式的310小型无人地面车，重仅14kg，可以配备广角彩色和红外摄像机，机械手臂能够举起7kg重物，可使用多种排爆工具，整个车辆是基于安卓操作系统的终端用户设备，能够指挥多个系统，用于各种爆炸物排除任务，特别能在狭窄的空间进行搜索、持续观察和路线清理，而且所有这些都可以在很差的视觉环境下完成，包括低光照、无灯光、烟雾、灰尘，以及在爆炸或火灾后的大量大气散落物环境下。

轮式排爆机器人

“安德罗斯”FX

美国诺斯罗普·格鲁门公司的子公司，远程技术公司在2017年8月4日，公开了“安德罗斯”FX（Andros FX）和“短剑”（Cutlass）系列无人地面车轮式遥控机器人。其中“安德罗斯”FX是基于“安德罗斯”6第6代产品制造。

“安德罗斯”FX平台有四个轨道可更换的“车载工具包”，取代传统的咬合器，而底盘已经进行了升级，具有更重的提升能力。其他升级包括改进了系统电子，增强了速度和可操作性，引进了新的带3D图形显示和用户界面的操作员控制单元。而且“安德罗斯”FX是吸收了排弹技术人员的反馈信息的一种最新设计的遥控机器人，不仅技术更先进，而且系统更易于使用和维护，能更好保护排弹人员的安全。

“短剑”无人地面车

远程技术公司研制的“短剑”（Cutlass）轮式小型无人地面车，行驶速度快、机动性好和多功能性能，能够单独承担评估威胁以及处理爆炸物的任务，并能在排爆人员排除一枚简易爆炸装置时，对周围环境的伤害最小。

“短剑”可以迅速到达发现爆炸物的地点，利用‘眼睛观察爆炸物，并选择适当的工具来处理任何被发现的爆炸物。相比之下，传统的排爆无人地面车在工作时。往往需要用一辆无人地面车的摄像头捕捉现场情况，再用另一辆无人地面车使用工具来处理它；或者是在一辆无人地面车捕捉到关于爆炸装置的信号后，返回到操作人员那里，更换工具以后再回到现场进行排爆。而“短剑”排爆机器人因为配备了车载传感器和摄像头，操作人员能直接使用这些装置来评估威胁，并指挥“短剑”在移动过程中，从许多的车载工具包中选出合适的工具来完成排爆任务。同时，操作人员可以利用“短剑”机器人的摄像头所反馈的信息，通过一个指挥和控制系统在一定的距离之外来操控机器人。

此外，一般在使用传统的排爆机器人时，操作人员需要近距离直接操纵机器人，但是使用‘短剑排爆机器人时，操作人员可以在一定的距离之外或者障碍物后面操纵它，而且一般排爆机器人的机械手臂的操控系统相当复杂，而“短剑”机器人已经大大简化了操控系统，仅使用目镜和一个操纵杆就可以有效地控制机器人。

“短剑”无人地面车的大小为130cm×70cm×121 cm，整体重量为420kg，机械臂可以提升100kg的重物，操作员可以在最远视线距离1km远程控制，也可以在连线模式下500m内操纵。有效载荷包括一个后驱动器，一夹钳相机，以及一根1.8m高的相机桅杆。另外，还包括一个车载麦克风套件用于监测大气和一般态势意识。

“短剑”使用一个42V锂离子电池电池，既可以以0.01m/s的速度蠕动，也可以高达11km/h的速度爬行，既可以爬上300cm的路肩，还能越过500cm宽度的壕沟，并已被证明能在多种使用环境下操作，包括在灰尘和雨水条件下，环境温度范围为-20℃-60℃。

THeMIS的混合动力车

今年2月18日，美国国防部发布了一份为未来“通用机器人系统”（CRS）的预征求书，并宣布将开展的通用机器人系统增量1计划，要求这种未来无人地面车重量低于11kg（不包括有效载荷），并由操作员控制单元指挥，重点是加强机动能力和为徒步士兵的保护能力。

根据美国国防部的描述，通用机器人系统增量1系统是一种高度机动和模块化系统，能够添加或去除某些传感器、模块、有效载荷和/或子系统，进行重新布局，以适应多种任务，并能在所有类型的作战环境下使用，包括不对称战争和常规战争、突发性危害探测、打击恐怖主义以及维和任务，还能在城市和隐蔽的任务环境下进行远程探测和识别爆炸性和非爆炸性障碍物，并将其排除。额外的任务还要求“通用机器人系统”能远程探测地下渠道和地下结构的完整性。同时，美国国防部还要求这种无人地面车平台应该是面向未来，具有整合新一代有效载荷的能力。

爱沙尼亚米尔瑞姆机器人公司（Mil rem Robotics），在今年2月新加坡航上展示的稱为THeMIS的混合动力车，被认为是针对美国通用机器人系统增量1系统要求的世界上第一种模块化履带式混合无人地面车。

THeMls由两侧的一模一样的履带式行走系统，加上中间一体化的承载平台组合而成，长度为2m，宽度在0.9-2.1 m，高度在0.9-0.98m，空车重850kg，可以携带750kg的有效载荷。THeMIS由一台混合动力电动/柴油发动机推进，能够遥控和半自主模式下使用，可以按预先设定的导航航点行驶。THeMIS可在保持两侧履带式行走系统不变的情况下，中部的平台可安装不同的任务模块有效载荷，用以执行各种复杂的任务，例如：救援、运输、侦察，甚至还可以什么都不装，变身为无人专用运输平台。由于这种模块化系统的高度灵活性和通用性，不仅提高了效率，也通过简化维护和备件供应大大降低了系统的全生命周期成本。

公司声称，THeMIS已经在爱沙尼亚完成了寒冷天气试验，今年晚些时候将与国家的军队进行合作演习，包括排雷和防化学、生物、放射性、核爆炸物探测，同时也将进行通信中继、医疗撤离、货物补给、反坦克和消防等任务。

公司还表示，正在考虑扩展THeMIS的功能，包括将集成机械臂和支持爆炸物排除、反简易爆炸装置任务的传感器，同时进一步将考虑THeMls与无人机之间的协同，以能进一步远程识别简易爆炸装置威胁，包括停放、发射和回收旋翼无人机。