智能機(jī)器人在防災(zāi)、救援和營(yíng)救工作中的使用在日益增多，尤其是在那些會(huì)對(duì)人身造成威脅的地點(diǎn)。如今，利用機(jī)器人搜索經(jīng)歷了爆炸、
地震或其他自然災(zāi)害的幸存者或幫助了解難以靠近區(qū)域的情況，使他們成為了人們不可或缺的幫手。maxon
motor的高性能EC電機(jī)為日本救援機(jī)器人“Quince”提供了強(qiáng)大動(dòng)力。
投入災(zāi)區(qū)使用的機(jī)器人必須具備極高的適應(yīng)性。他們最好要相對(duì)小巧，不能太重，而且要易于操控，這樣才能穿過(guò)縫隙或狹小的通道，從
而深入到建筑物的中心。此外，復(fù)雜地形也不應(yīng)成為他們的障礙。這些救援機(jī)器人要在救援人員對(duì)受災(zāi)地區(qū)進(jìn)行徹底搜索前深入建筑物，了
解那里是否存在有毒氣體、放射物質(zhì)或其他危及生命危險(xiǎn)的威脅。機(jī)器人Quince證明了自己具備滿(mǎn)足上述所有要求的特性。在
歷經(jīng)了日本大地震以及之后的福島核災(zāi)難之后，Quince已于2011年6月成功進(jìn)入核電站廢墟的上層建筑。機(jī)
器人將那里的放射性測(cè)量結(jié)果通過(guò)高清圖像傳送給外界（參見(jiàn)QR編碼）。在人類(lèi)無(wú)法觸及的地方，機(jī)器人能夠傳遞出寶貴的信息。
27公斤重的Quince擁有4臺(tái)可移動(dòng)履帶驅(qū)動(dòng)裝置（Flipper鰭輪）。鰭輪 (Flipper) 可以自動(dòng)調(diào)整角度與地面貼合，無(wú)
論是陡峭的階梯或是崎嶇的地形。與地面的正確接觸是非常重要的前提。接觸通過(guò)鰭輪電機(jī)的能耗測(cè)量得到精確分析。此外，PSD（位置靈敏探測(cè)器）傳
感器對(duì)前后鰭輪間的地面距離進(jìn)行測(cè)控。除了機(jī)械臂（參見(jiàn)圖2）外，機(jī)器人身上還可以固定兩個(gè)激光掃描儀，他們能夠?qū)Φ匦谓Y(jié)構(gòu)進(jìn)行精確描繪。
此外，Quince還配有一個(gè)“鷹眼照相機(jī)”。每秒1.6米的速度使機(jī)器人能夠快速行進(jìn)。雖然機(jī)器人的行進(jìn)方向由控制機(jī)器人的操作者來(lái)設(shè)定，但
是跨越不同表面時(shí)（比如樓梯），機(jī)器人自行對(duì)鰭輪的最佳位置進(jìn)行設(shè)定。新款的Quince還內(nèi)置了一個(gè)搜集放射性塵埃或超細(xì)微粒的設(shè)備，并
配置了一臺(tái)三維掃描儀。為了避免丟失，機(jī)器人還可以與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接，從而可以在有線電纜斷開(kāi)的情況下可以接受導(dǎo)航。
救援機(jī)器人由千葉科技未來(lái)機(jī)器人技術(shù)中心 (fuRO) 的副主任小柳榮次 (Eiji Koyanagi) 先生開(kāi)發(fā)。小柳先生執(zhí)教多年，5
1歲時(shí)升任教授。因此，他與其他機(jī)器人研究者的背景完全不同。
Quince是特別針對(duì)給人類(lèi)帶來(lái)威脅的極端條件設(shè)計(jì)而成的機(jī)器人。因此，其應(yīng)用場(chǎng)合主要是受災(zāi)地區(qū)。“如果要開(kāi)發(fā)機(jī)器人，就
必須首先考慮他要完成什么樣的任務(wù)。這是最大的挑戰(zhàn)”，小柳解釋道。目前，總共有8臺(tái)Quince機(jī)器人制造完工。但是在完工前，所
有部件必須百分之百工作正常。為此，機(jī)器人在得克薩斯大學(xué)城內(nèi)的“災(zāi)難城市”大型練習(xí)場(chǎng)地上進(jìn)行了無(wú)數(shù)次試驗(yàn)。Q
uince是唯一一臺(tái)完成RoboCup機(jī)器人杯賽地形全部路線的機(jī)器人。在投入福島第一核電站內(nèi)部使用前的準(zhǔn)備階段還要明確一些規(guī)范。 “
核反應(yīng)堆建筑物內(nèi)的條件極為苛刻。若我們想不做修改就投入Quince，那可能會(huì)給他帶來(lái)滅頂之災(zāi)”，小柳說(shuō)道。因此，機(jī)
器人在日本執(zhí)行偵察任務(wù)的過(guò)程中，要確保從近2米高處跌落后完好無(wú)損，并且無(wú)需維護(hù)而繼續(xù)工作。
高性能電機(jī)克服任何障礙
即便是電機(jī)，fuRO也要選擇可靠的驅(qū)動(dòng)裝置。電機(jī)不僅要高效、動(dòng)力強(qiáng)勁，而且必須小巧、輕盈。maxon電機(jī)恰恰滿(mǎn)足這些要求，小柳先生說(shuō)道。
6臺(tái)高性能maxon電機(jī)負(fù)責(zé)提供動(dòng)力。兩條履帶上各安裝了2個(gè)規(guī)格的EC-4pole 30型無(wú)刷直流電機(jī)。每臺(tái)電機(jī)的功率為200 W 。當(dāng)
Quince在起伏地形上行進(jìn)時(shí)，4極動(dòng)力組全效工作。另外四臺(tái)電機(jī) (EC 22) 則負(fù)責(zé)為移動(dòng)履帶驅(qū)動(dòng)（鰭輪），自動(dòng)調(diào)整角度與地面貼合。
Quince的三維掃描單元通過(guò)一個(gè)RE-max 24型電機(jī)指向正確位置。由于采用特殊的繞組技術(shù)和四極磁鋼，在
單位體積和重量功率值方面EC 4-pole驅(qū)動(dòng)裝置無(wú)與倫比。電機(jī)無(wú)齒槽效應(yīng)，效率高，調(diào)節(jié)性能優(yōu)異。金
屬殼體還能確保良好的散熱效果和穩(wěn)定的機(jī)械性能。履帶電機(jī)還與配MR編碼器的行星齒輪箱GP 32 HP（高功率）組合。
該齒輪箱按照客戶(hù)要求內(nèi)置了一個(gè)大尺寸滾珠軸承和一個(gè)加強(qiáng)電機(jī)軸。通過(guò)這套動(dòng)力組，Quince能夠毫無(wú)困難的克服幾乎所有障礙。
