Po dlouhou dobu v minulosti bylo hlavním přístupem v průmyslu robotů na likvidaci výbušné munice zvyšovat odolnost robotů proti nárazům pomocí silnějších ocelových plátů. Tato strategie však vedla k začarovanému kruhu, kdy „čím těžší robot, tím obtížnější bylo přizpůsobit se složitým scénářům“: roboti na kolech vážící více než 300 kilogramů měli potíže s otáčením v úzkých chodbách a v oblastech-zasypaných sutinami a na mnoho míst, která měla být okamžitě dosažena, bylo zabráněno v přístupu kvůli jejich vlastní váze.
Rozšířené používání nosných konstrukcí jádra z titanové slitiny- zcela přepisuje tuto dlouhodobou-logiku odvětví.
Od „tloušťky stohu“ k „upravte strukturu“: základní obrácení materiálové logiky
Aby odolal explozivním nárazům, průmysl konvenčních ocelových skeletů pro roboty proti výbuchu -obvykle používá ocelové pláty o tloušťce přes 10 mm, které jsou svařeny dohromady a tvoří kostru. Celková hmotnost stroje často přesahuje 300 kilogramů. Zátěžový tlak na pásový systém chůze je extrémně vysoký. V typických provozních scénářích, jako jsou 40-náklony a 300{10}}milimetrové překážky, často dochází k problémům s nedostatečným výkonem, zaseknutím a uklouznutím. Ještě důležitější je, že těžká ocelová kostra výrazně zvyšuje těžiště celého stroje, takže je náchylný k převrácení při přejíždění příkopů nebo stoupání po schodech, což představuje nová rizika pro vysoce rizikové operace.
Zásah titanových slitin přímo narušuje tento paradox „pevnosti a hmotnosti nelze dosáhnout současně“. Domácí podniky zpracovávající titanový materiál uvedly na trh konstrukční součásti z titanové slitiny speciálně pro roboty proti výbuchu-.TC4 (GR5) slitina titanuintegrovaný proces kování. Při stejných ukazatelích odolnosti proti nárazu jsou nosné součásti jádra-sníženy o více než 45 % ve srovnání s tradičními řešeními na bázi oceli-. Skutečná naměřená data z továrny ukazují, že středně velké -nevýbušné- roboty s hlavními rámy z titanové slitiny dokážou řídit celkovou hmotnost do 160 kilogramů, zlepšují manévrovatelnost o 30 % a jsou schopny snadno míjet běžné civilní výtahy. V úzkých situacích, jako jsou{10} výškové budovy a tunely metra, se provozní rádius přímo zdvojnásobil.
„Nedeformovaný spodní řádek“ pod dopadem exploze: Neviditelná strukturální bezpečnost
Hlavním posláním robotů odolných proti výbuchu-je zachovat integritu vnitřních elektronických součástek při extrémních nárazech. Jakmile se konstrukce deformuje působením rázové vlny, sevře vnitřní ovladače, senzory a komunikační moduly. I když není přímo zasažen úlomky výbuchu, celý robot okamžitě ztratí funkčnost, - nejenže nebude moci dokončit úkol, ale také potenciálně způsobí, že se nevyhozené výbušné materiály dostanou do stavu -mimo-kontroly.
Konstrukce z titanové slitiny zde demonstruje výhody, kterým se tradiční ocel nemůže rovnat. Skutečná naměřená data od předních tuzemských výrobců-robotů odolných proti výbuchu ukazují, že nosná konstrukce z titanové slitiny-s designem topologické optimalizace je po výbuchu v blízkém-dosahu s ekvivalentem 1 kg TNT řízena deformace konstrukce s přesností 0,2 mm a všechny CCD kamery a více-ruční mechanické jednotky s více {8}stupněmi{{}{7}}jsou nainstalované uvnitř-volnosti{8}. Robot může po explozi dokonce pokračovat v provádění zbývajících likvidačních úkolů - nejen dokončení úkolu, ale také zabránit tomu, aby se nevyhozené výbušniny vymkly kontrole.
Tato charakteristika „odolá nárazu bez prohýbání“ v podstatě vyplývá z vlastnosti vysoké specifické pevnosti titanové slitiny - při stejné hmotnosti, nosnost- titanové slitiny TC4 je více než 1,5krát větší než u běžné konstrukční oceli. Jeho pevnost v tahu přesahuje 900 MPa a má také vynikající dynamickou rázovou houževnatost, která se při náhlém silném nárazu neláme křehkým způsobem jako běžná ocel.
Po vícenásobných nárazech a vibracích tradičních ocelových konstrukcí jsou svařovací polohy náchylné ke vzniku mikro-trhlin, které je obtížné odhalit pouhým okem při každodenní údržbě a často náhle prasknou v kritických okamžicích. Konstrukce z titanové slitiny však využívá proces celkového kování a místního třecího svařování za míchání a pevnost svaru se blíží samotnému základnímu materiálu -, což znamená, že nejnáchylnější-k-problémové svařovací části se staly nejpevnějším článkem v celém konstrukčním řetězci. Svary po milionech testů vibrační únavy stále nevykazují viditelné trhliny a životnost bez závad celého stroje se prodlužuje dvojnásobně.
Tuzemští výrobci již do výroby rámů robotů odolných proti výbuchu začlenili titanovou slitinu Ti-6Al{4}}4V ELI s ultra{0}}nízkou mezerou, čímž dále zvýšili materiálovou houževnatost systému při nízkých-teplotách a scénářích s vysokým nárazem a zajistili, že si zařízení zachová stabilní odolnost vůči nárazu při venkovních operacích v zimních oblastech s vysokou šířkou.
Počínaje pasivní obranou „zahušťováním ocelových plátů“ po aktivní bezpečnost „rekonstrukcí rámu pomocí titanové slitiny“, materiálový upgrade-robotů odolných proti výbuchu nakonec ukazuje na stejnou věc: učinit z bezpečnostní vzdálenosti pro vysoce rizikové pracovníky v první linii-neústupnou obrannou linii.