摘要：为了避免特警人员在参与反恐驱暴过程中出现人员伤亡并提高工作效率，设计研发了一款反恐驱暴机器人。该机器人采用双履带车体作为其移动载体，搭载9管催泪弹发射器、声波驱散器、高压静电防护网等防御武器装备。机器人通过搭载的CCD摄像机对现场环境进行实时监测，并将拍摄画面实时传输到后台指挥控制平台。后台指挥人员通过分析画面信息，操作机器人对现场情况进行处理。试验结果表明，该反恐驱暴机器人能够顺利完成反恐驱暴工作，极大地降低作战人员伤亡事故的发生率并提高了现场处置的效率。

    关键词：反恐驱暴；移动载体；防御武器；机器人

    随着社会的不断进步，政府对公共安全事业的关注程度不断提升，已不再只是停留在公共安全的宣传教育层面。为避免特警人员在参与反恐、驱暴过程中出现人员伤亡，国家近些年对特警反恐装备做出了提升，即引进并开发大量反恐驱暴武器装备，以提升特警作战实力。其中，反恐驱暴机器人作为政府维护公共安全的一个重要装备，政府不断加大对该系列机器人的研发投人[1-5].卢秋红等[6]设计了一款排爆机器人，该款机器人采用开放式架构的模块化机器人设计理念，以方便操作人员携带。乔凤斌等[7]设计研发了名为Super的排爆机器人，该机器人具有较好的越障和机动性能，适用于复杂地形。王剑等[8]对一种反恐防暴机器人的受限操作方法进行了研究，提出一种能够同时追踪参考机器人位置和参考约束反力的控制方法，从而提高机器人的灵活机动性能。姜勇等[9]设计了一款用于反恐侦察机器人，该机器人通过攀爬墙壁，利用配备的高清摄像头观察恐怖分子的行动，为后台指挥人员提供作战参考。通过分析上述研究成果发现，现阶段国内研究的反恐机器人的通用性较差，操作较为繁琐。故期望设计一款适用于大多数反恐驱暴场合并且操作便捷的反恐机器人，为我国的反恐驱暴事业的发展助力，不断增强我国的反恐作战实力。

    由于在处置反恐、暴乱等突发事件时，特警人员需要与恐怖分子正面接触，导致特警人员的人身安全难以得到保障。与此同时，处置反恐事件一般需要出动大量的警务人员，人员不足是现阶段公共安全处置事业的一块短板。为了避免特警人员不必要的人员伤亡，以及提高反恐处置的效率，本文研发了一款反恐驱暴机器人，该机器人采用双履带车体作为其移动载体，搭载9管催泪弹发射器、声波驱散器、高压静电防护网等防御武器装备。

    本文将对机器人的移动载体、搭载的上装防御武器装备(9管催泪弹发射器、声波驱散器、高压静电防护网)、无线通信控制系统分别进行分析。

    1 机器人整体设计概述

    反恐驱暴机器人主要由移动载体、上装防御武器装备以及后台控制系统3部分组成，3部分相互配合，完成反恐处置工作。反恐驱暴机器人整体效果如图1所示，系统模块组成关系如图2所示。

    1.1 机器人移动载体

    该反恐驱暴机器人采用双履带车体作为移动载体，该履带移动载体可搭载机械手、防御武器装备、消防装备、抢险设备等，适用于远程遥控搬运、探测、救助等作业场合。

    履带式机器人的移动载体在其承载面上有履齿，不易发生打滑，并且载体的牵引附着性能较好，使得履带不易发生扎破损坏等损伤。采用履带作为反恐驱暴机器人的移动载体主要具有以下优点：

    (1) 移动载体的有效支撑面积大，接地比压较小，下陷度小，滚动阻力小，适用于松软或泥泞复杂作业环境；

    (2) 越障性能强，与轮式移动机构相比具有优越的爬坡、越沟等性能；

    (3) 履带支撑面上附有履齿，具有较强的牵引附着性能。

    履带移动载体实物如图3所示，所选用的双履带车体性能参数如表1所示。

    1.2 机器人上装防御武器装备

    该反恐驱暴机器人上装防御武器装备主要搭载9管催泪弹发射器、声波驱散器以及高压静电防护网，用于反恐驱暴抵御入侵势力。

    1.2.1 9管催泪弹发射器

    该反恐驱暴机器人选用的9管催泪弹发射器，是由中国兵器装备集团兵器装备研究所开发研究38mm口径的9管防暴发射器。该发射器主要由转盘组件、发射器组件、电极座板组件、底座组件、弹室组件、控制盒组件组成。所选用的发射器采用9弹膛弹室体供弹，电击发方式，具有单管发射和多管连射功能，可发射381Tim系列电底火弹，包括燃烧型催泪弹、发烟弹、染色弹等多种不同弹药口 。该款9管发射器结构组成图如图4所示，其技术参数如表2所示。

    1.2.2 声波驱散器

    在公共安全现场处置过程中，需要依据现场具体情况选用合适的防御装备。对于不可控或将要失控的情形，采用催泪弹发射器对破坏势力进行打击。而对于尚未对现场管控人员的生命构成威胁或尚处在可控范围内的情形，多采用警告、鸣笛等警示手段进行驱散，声波驱散器即是常用的非致命警示武器装备[13-14]。声波驱散器实物图如图5所示，其技术参数如表3所示。

    1.2.3 高压静电防护网

    在反恐驱暴机器人现场处置工作过程中，为防止破坏势力对机器人本体进行破坏。在机器人移动载体左右两侧分别设置高压静电防护网，用于对反恐驱暴机器人本体的保护。该防护网能够瞬时释放40000 V高压静电，可有效保护机器人本体不受破坏，而且不对人体构成生命危险。高压静电防护网结构示意图如图6所示，技术参数如表4所示。

    1.2.4 监测云台

    在反恐驱暴机器人移动载体后方配置监测云台(CCD摄像机)，主要用于对处置现场环境的实时监测，并及时将监测画面信息传回到后台指挥控制平台。监测云台技术参数如表5所示。

    1.3 机器人后台控制平台

    反恐驱暴机器人远程操控平台如图7所示，该控制平台主要由多部分组成。三脚架(选配)与托板(选配)支撑起控制盒，在控制盒中安装了图传模块和数传模块，其中图传模块与云台模块上的图传模块相匹配，接收到图像后显示在控制平台的屏幕上，控制盒按键板上的按键指令通过数传模块发送给机器人。

    2 试验测试

    在试验测试分析过程中，主要对反恐驱暴机器人的设计功能进行测试分析，反恐驱暴机器人：噪作流程图如图8所示。

    试验测试结果显示：陔款反恐驱暴机器人所搭载的9管发射器能够顺利完成催泪弹的单发／三连发 九连发操作；所搭载的声波驱散器能够实现现场实时喊话功能／播放警示语功能，并达到较好的设定效果；机器人自保护高压静电防护网。可在机器人本体受到恶意破坏时，电网瞬时可释放约40000 V高压静电使人体产生麻／疼感，起到警示震慑作刚。

    3 结 语

    本文设计研发了一款反恐驱暴机器人，对机器人的系统组成一移动载体、上装防御武器装备以及后台控制系统3分，分别进行论述。试验结果显示。所设计的反恐驱暴机器人能够完成设定的反恐任务，满足实际工作需要。

    参考文献:

    [1] 刘军.远程无线反恐机器人功能设计与实现[J].西安邮电大学学报，2013.18(2)：116—120.

    [2] 付宜利.李海泓，张福海.轮履变结构反恐机器人设汁及运动学分析[J].机械与电子.2011(10)：66—69.

    [3] 宋威，需浩，王权.基于跳频技术的反恐排爆机器人通信系统设计[J].湖北汽车1二业学院学报.2015，29(2)：56—60.

    [4] 朱凝华，范会兵，汪悬.一种反恐作战机器人火力打击平台的安全保障措施及实现方法[J]。四川兵工学报，2O10.31(2)：50—51.

    [5] 姜涛，』：建中，施家栋.排爆机器人主从手力觉临场感仿真研究[J].机械工程学报，2012，48(23)： 11—45.

    [6] 卢秋红，蒋金鹏，付西光。基于开放式架构的反恐排爆机器人荚键技术分析[J].上海电机学院学报.2009，12(3)：247—251.

    [7] 乔风斌，谢霄鹏，杨汝清.反恐机器人SUPER 01转弯性能分析[J].上海交通大学学报，2005.39(6)：895—898.

    [8] 王剑，王挺，姚辰，等.一种新的反恐防暴机器人受限操作方法[J].科学通报，201.58(增刊2)：91—96.

    [9] 姜勇，王洪光，房立金，等.一种用于反恐侦察的爬壁机器人系统[J].机器人.2006.28(5)：530—535.

    [10] JUN J Y，SAUT JP.BENAMAR F.Pose estimation—basedpath planning for a tracked mobile robot traversing uneventerrains[J].Robotics and Autonomous Systems，2016.75(1 5)：325—339.

    [11] ZHOU B，HAN J D，DAI X z.Backstepping based globalexponential stabilization of a tracked mobile robot with slippingperturbation[J].Journal of Bionic Engineering.2011.8(1)：69—76.

    [12] 张洪彪，战仁军，商保利，等.九管催泪弹发射器的外弹道仿真分析[J].计算机仿真.201 5，32(1)：37—41。

    [13] 张焕胜，马振富，王磊.定向强声驱散器发展研究[J].中国电子科学研究院学报.2016.11(1)：1—6.

    [14] ROFIERT MM，RICHARD L S.Non—lethal weapons and thelong tail of warfare[J].Small Wars and Insurgencies，2009.20(1).141—159.