Робототехнические системы для применения в условиях чрезвычайных ситуаций. Часть 1. Условия применения и общие технические требования

Московский государственный технический университет
имени Н.Э. Баумана

А.Ф. Батанов, С.Н. Грицынин, С.В. Муркин

РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В УСЛОВИЯХ
ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ
Часть 1
Условия применения и общие
технические требования

Рекомендовано Научно-методическим советом
МГТУ им. Н.Э. Баумана в качестве учебного пособия
по курсу «Конструкция и расчет мобильных роботов»

Москва
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана
2010

УДК 621.865.8(075.8)
ББК 32.816
Б28

Б28

Рецензенты: В.Г. Градецкий, Г.О. Котиев

Батанов А.Ф.
Робототехнические системы для применения в условиях
чрезвычайных ситуаций : учеб. пособие : в 2 ч. – ч. 1 :
Условия применения и общие технические требования /
А.Ф. Батанов, С.Н. Грицынин, С.В. Муркин. – М. : Изд-во
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. – 47, [1] с. : ил.

Дано описание условий применения робототехнических средств
(мобильных роботов), определены общие технические требования к
ним, приведены краткое описание конструкции и технические характеристики и намечены направления совершенствования робототехнических средств с учетом опыта эксплуатации и концепции «приемлемого риска».
Для студентов МГТУ им. Н.Э. Баумана, изучающих курс «Конструкция и расчет мобильных роботов».

УДК 621.865.8(075.8)
ББК 32.816
Учебное издание

Батанов Александр Федорович
Грицынин Сергей Николаевич
Муркин Сергей Владимирович

РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ
В УСЛОВИЯХ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ
Часть 1
Условия применения и общие технические требования

Редактор О.М. Королева
Корректор
Р.В. Царева
Компьютерная верстка В.И. Товстоног

Подписано в печать 10.02.2010. Формат 60×84/16.
Усл. печ. л. 2,79. Тираж 100 экз. Изд. № 78а.
Заказ

Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Типография МГТУ им. Н.Э. Баумана.
105005, Москва, 2-я Бауманская ул., 5.

c⃝ МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010

ВВЕДЕНИЕ

На современных промышленных объектах c повышенной сложностью производства (например, объектах химической и атомной
промышленности), применяющих энергоемкие технологии, радиоактивные и токсичные вещества, любая нештатная ситуация может
привести к аварии или катастрофе. Поражающие факторы, возникающие при этом, создают экстремальные условия для выживания не только производственного персонала, но и личного состава
аварийно-спасательных формирований, ликвидирующих последствия аварий.
Уменьшить степень участия человека при проведении работ
в опасных условиях можно, используя дистанционно управляемое оборудование. Таким оборудованием — робототехническими
средствами (мобильными роботами) — оснащаются спасательные
подразделения при ликвидации радиационных и химических аварий, проведении работ со взрывоопасными предметами, тушении
пожаров и работе в зонах высоких температур. Широкий спектр
функциональных возможностей, постоянная готовность к внезапному применению делают мобильные роботы незаменимыми для
служб экстренного реагирования.
Конструктивные
особенности
робототехнических
систем
(РТС), степень сложности системы управления, массогабаритные характеристики и состав специального оборудования определяются:
• условиями эксплуатации, видом чрезвычайных ситуаций и
их поражающими факторами;
• функциональным назначением системы, типом и объемом
решаемых задач, а также спецификой технологических операций,
выполняемых при ликвидации чрезвычайных ситуаций;
• общими тактико-техническими требованиями к РТС;

3

• современным состоянием и уже имеющимся опытом работы
в области создания и применения РТС.
В гл. 1 настоящего пособия дана краткая характеристика условий применения РТС; в гл. 2 — 4 сформулированы общие требования к РТС, определен типовой ряд РТС, предназначенных для
применения в условиях чрезвычайных ситуаций, и уточнен круг
задач, решение которых с помощью РТС наиболее целесообразно.
Кроме того, дано описание мобильных роботов, разработанных в
Специальном конструкторско-технологическом бюро прикладной
робототехники МГТУ им. Н.Э. Баумана (СКТБ ПР) и соответствующих данному типовому ряду; гл. 5 посвящена основным направлениям совершенствования мобильных роботов.

1. УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ
РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Чрезвычайная ситуация — это обстановка на определенной территории, сложившаяся в результате аварии, опасного природного
явления, катастрофы, стихийного или иного бедствия, которые могут повлечь или повлекли за собой человеческие жертвы, ущерб
здоровью людей или окружающей природной среде, значительные
материальные потери и нарушение условий жизнедеятельности населения [1].
Обстановка определяется совокупным воздействием различных поражающих факторов, к которым относятся:
• ударная волна (воздушная, подземная, подводная);
• световое излучение;
• химическое загрязнение окружающей среды и местности;
• биологическое заражение местности;
• радиоактивное загрязнение местности;
• электромагнитные импульсы в случаях ядерных взрывов в
ионосфере;
• сейсмические волны в результате землетрясений.
По механизму своего воздействия поражающие факторы могут
быть первичными, вторичными, комбинированными. Так, в результате ударной волны (первичный поражающий фактор) может быть
разрушен химически опасный объект и произойдет химическое
загрязнение окружающей среды, которое будет являться вторичным поражающим фактором. Поражения от одновременного воздействия нескольких факторов (например, ударная волна, световое
излучение, проникающая радиация и электромагнитный импульс
при ядерном взрыве) носят комбинированный характер [2].

5