智能機器人在防災(zāi)、救援和營救工作中的使用在日益增多，尤其是在那些會對人身造成威脅的地點。如今，利用機器人搜索經(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電機為日本救援機器人“Quince”提供了強大動力。
投入災(zāi)區(qū)使用的機器人必須具備極高的適應(yīng)性。他們最好要相對小巧，不能太重，而且要易于操控，這樣才能穿過縫隙或狹小的通道，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。這些救援機器人要在救援人員對受災(zāi)地區(qū)進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的威脅。機器人Quince證明了自己具備滿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月成功進入核電站廢墟的上層建筑。機
器人將那里的放射性測量結(jié)果通過高清圖像傳送給外界（參見QR編碼）。在人類無法觸及的地方，機器人能夠傳遞出寶貴的信息。
27公斤重的Quince擁有4臺可移動履帶驅(qū)動裝置（Flipper鰭輪）。鰭輪 (Flipper) 可以自動調(diào)整角度與地面貼合，無
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。接觸通過鰭輪電機的能耗測量得到精確分析。此外，PSD（位置靈敏探測器）傳
感器對前后鰭輪間的地面距離進行測控。除了機械臂（參見圖2）外，機器人身上還可以固定兩個激光掃描儀，他們能夠?qū)Φ匦谓Y(jié)構(gòu)進行精確描繪。
此外，Quince還配有一個“鷹眼照相機”。每秒1.6米的速度使機器人能夠快速行進。雖然機器人的行進方向由控制機器人的操作者來設(shè)定，但
是跨越不同表面時（比如樓梯），機器人自行對鰭輪的最佳位置進行設(shè)定。新款的Quince還內(nèi)置了一個搜集放射性塵埃或超細(xì)微粒的設(shè)備，并
配置了一臺三維掃描儀。為了避免丟失，機器人還可以與無線網(wǎng)絡(luò)連接，從而可以在有線電纜斷開的情況下可以接受導(dǎo)航。
救援機器人由千葉科技未來機器人技術(shù)中心 (fuRO) 的副主任小柳榮次 (Eiji Koyanagi) 先生開發(fā)。小柳先生執(zhí)教多年，5
1歲時升任教授。因此，他與其他機器人研究者的背景完全不同。
Quince是特別針對給人類帶來威脅的極端條件設(shè)計而成的機器人。因此，其應(yīng)用場合主要是受災(zāi)地區(qū)。“如果要開發(fā)機器人，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Quince機器人制造完工。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)場地上進行了無數(shù)次試驗。Q
uince是唯一一臺完成RoboCup機器人杯賽地形全部路線的機器人。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，那可能會給他帶來滅頂之災(zāi)”，小柳說道。因此，機
器人在日本執(zhí)行偵察任務(wù)的過程中，要確保從近2米高處跌落后完好無損，并且無需維護而繼續(xù)工作。
高性能電機克服任何障礙
即便是電機，fuRO也要選擇可靠的驅(qū)動裝置。電機不僅要高效、動力強勁，而且必須小巧、輕盈。maxon電機恰恰滿足這些要求，小柳先生說道。
6臺高性能maxon電機負(fù)責(zé)提供動力。兩條履帶上各安裝了2個規(guī)格的EC-4pole 30型無刷直流電機。每臺電機的功率為200 W 。當(dāng)
Quince在起伏地形上行進時，4極動力組全效工作。另外四臺電機 (EC 22) 則負(fù)責(zé)為移動履帶驅(qū)動（鰭輪），自動調(diào)整角度與地面貼合。
Quince的三維掃描單元通過一個RE-max 24型電機指向正確位置。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)動裝置無與倫比。電機無齒槽效應(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)定的機械性能。履帶電機還與配MR編碼器的行星齒輪箱GP 32 HP（高功率）組合。
該齒輪箱按照客戶要求內(nèi)置了一個大尺寸滾珠軸承和一個加強電機軸。通過這套動力組，Quince能夠毫無困難的克服幾乎所有障礙。
