لفترة طويلة في الماضي، كان النهج السائد في صناعة روبوتات التخلص من الذخائر المتفجرة هو تعزيز مقاومة الصدمات للروبوتات باستخدام ألواح فولاذية أكثر سمكًا. ومع ذلك، أدت هذه الإستراتيجية إلى حلقة مفرغة حيث "كلما كان الروبوت أثقل، زادت صعوبة التكيف مع السيناريوهات المعقدة": واجهت الروبوتات ذات العجلات التي يزيد وزنها عن 300 كجم صعوبة في التحرك في الممرات الضيقة والمناطق المليئة بالحطام-، وتم منع الوصول إلى العديد من المواقع التي كان ينبغي الوصول إليها على الفور بسبب وزنها.
إن الاستخدام الواسع النطاق لهياكل محامل الحمل الأساسية من سبائك التيتانيوم-يعيد كتابة منطق الصناعة -القديم هذا بشكل كامل.
من "سمك المكدس" إلى "ضبط الهيكل": انعكاس أساسي لمنطق المواد
لمقاومة التأثيرات المتفجرة، تستخدم صناعة الهياكل الفولاذية التقليدية للروبوتات المضادة للانفجار-ألواحًا فولاذية يزيد سمكها عن 10 ملم ويتم لحامها معًا لتشكيل الإطار. غالبًا ما يتجاوز الوزن الإجمالي للآلة 300 كجم. ضغط الحمل على نظام المشي الزاحف مرتفع للغاية. في سيناريوهات التشغيل النموذجية مثل المنحدرات التي تبلغ 40-درجة والعوائق التي يبلغ ارتفاعها 300-مليمتر، توجد مشكلات متكررة تتعلق بعدم كفاية الطاقة والتشويش والانزلاق. والأهم من ذلك، أن الهيكل الفولاذي الثقيل يرفع بشكل كبير مركز ثقل الآلة بأكملها، مما يجعلها عرضة للانقلاب عند عبور الخنادق أو صعود السلالم، مما يعرض مخاطر جديدة للعمليات عالية المخاطر.
إن تدخل سبائك التيتانيوم يكسر بشكل مباشر هذه المفارقة المتمثلة في "لا يمكن تحقيق القوة والوزن في وقت واحد". أطلقت شركات معالجة مواد التيتانيوم المحلية مكونات هيكلية من سبائك التيتانيوم خصيصًا للروبوتات المضادة-الانفجارات، وذلك باستخدامTC4 (GR5) سبائك التيتانيومعملية تزوير متكاملة. وبموجب نفس مؤشرات مقاومة الصدمات، يتم تقليل مكونات محمل الحمل الأساسي-بنسبة تزيد عن 45% مقارنة بالحلول التقليدية المعتمدة على الفولاذ-. تُظهر بيانات القياس الفعلية من المصنع أن الروبوتات-المضادة للانفجار متوسطة الحجم ذات الإطارات الرئيسية من سبائك التيتانيوم يمكنها التحكم في الوزن الإجمالي ليكون في حدود 160 كجم، مما يؤدي إلى تحسين القدرة على المناورة بنسبة 30% والقدرة على تجاوز المصاعد المدنية العادية بسهولة. في السيناريوهات الضيقة مثل المباني{10}المرتفعة وأنفاق مترو الأنفاق، يتضاعف نصف قطر التشغيل بشكل مباشر.
"النتيجة النهائية غير المشوهة- تحت تأثير الانفجار: السلامة الهيكلية غير المرئية
تتمثل المهمة الأساسية للروبوتات المقاومة للانفجار- في الحفاظ على سلامة المكونات الإلكترونية الداخلية في ظل التأثيرات الشديدة. بمجرد أن يتشوه الإطار تحت تأثير موجة الصدمة، فإنه سوف يضغط على وحدات التحكم الداخلية وأجهزة الاستشعار ووحدات الاتصال. حتى لو لم يصطدم بشظايا الانفجار بشكل مباشر، فإن الروبوت بأكمله سيفقد وظيفته على الفور - ليس فقط غير قادر على إكمال المهمة، ولكن أيضًا من المحتمل أن يتسبب في دخول المواد المتفجرة غير المطرودة إلى حالة-خارجة عن-السيطرة.
يوضح إطار سبائك التيتانيوم هنا المزايا التي لا يمكن أن يضاهيها الفولاذ التقليدي. توضح بيانات القياس الفعلية من الشركات المصنعة الرائدة للروبوتات المقاومة للانفجارات المحلية- أن إطار محمل حمولة سبائك التيتانيوم-مع تصميم تحسين طبولوجي، بعد تأثير انفجار قريب المدى- بمكافئ 1 كجم من مادة TNT، يتم التحكم في تشوه الإطار في حدود 0.2 مم، كما أن جميع كاميرات CCD ووحدات التحكم اليدوية اليدوية الميكانيكية-ذات الدرجات المتعددة-المثبتة بالداخل سليمة. يمكن للروبوت أيضًا الاستمرار في أداء مهام التخلص المتبقية بعد الانفجار - ليس فقط إكمال المهمة، ولكن أيضًا منع المواد المتفجرة غير المطرودة من الخروج عن نطاق السيطرة.
تنبع خاصية "تحمل الصدمات دون ترهل" بشكل أساسي من خاصية القوة النوعية العالية لسبائك التيتانيوم - بنفس الوزن، وقدرة التحمل-لسبائك التيتانيوم TC4 تزيد بمقدار 1.5 مرة عن الفولاذ الهيكلي العادي. تتجاوز قوة الشد 900MPa، كما أنها تتمتع بصلابة تأثير ديناميكية ممتازة، والتي لا تنكسر بطريقة هشة مثل الفولاذ العادي تحت تأثير قوي مفاجئ.
بعد التعرض للصدمات والاهتزازات المتعددة للأطر الفولاذية التقليدية، تصبح مواضع اللحام عرضة لحدوث شقوق -صغيرة، والتي يصعب اكتشافها بالعين المجردة أثناء الصيانة اليومية، وغالبًا ما تنكسر فجأة في اللحظات الحرجة. ومع ذلك، يستخدم إطار سبائك التيتانيوم عملية الحدادة الشاملة ولحام الاحتكاك المحلي، وقوة اللحام قريبة من المادة الأساسية نفسها - وهذا يعني أن أجزاء اللحام الأكثر عرضة-للمشاكل- أصبحت الرابط الأكثر صلابة في السلسلة الهيكلية بأكملها. بعد الملايين من اختبارات التعب الاهتزازي، لا تزال اللحامات لا تظهر شقوقًا مرئية، ويتم إطالة عمر الخدمة بدون أخطاء للجهاز بأكمله بمقدار مرتين.
قامت الشركات المصنعة المحلية بالفعل بدمج سبائك التيتانيوم فائقة-الفجوة المنخفضة Ti-6Al-4V ELI في تصنيع إطارات الروبوتات المقاومة للانفجار-، مما يعزز من صلابة المواد للنظام في سيناريوهات درجات الحرارة المنخفضة-والشديدة التأثير، مما يضمن احتفاظ المعدات بمقاومة ثابتة للصدمات أثناء العمليات الخارجية في المناطق الباردة عند خطوط العرض العليا في الشتاء.
بدءًا من الدفاع السلبي المتمثل في "تكثيف الصفائح الفولاذية" وحتى الأمان النشط المتمثل في "إعادة بناء الإطار باستخدام سبائك التيتانيوم"، فإن ترقية المواد للروبوتات المقاومة للانفجار- تشير في النهاية إلى نفس الشيء: جعل مسافة الأمان للعاملين في الخطوط الأمامية-خطًا دفاعيًا لا ينضب.