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大发520线上娱乐 中国单兵外骨骼处于什么水平,客观地说同外国还有差距

2020-01-11 13:44:35

大发520线上娱乐 中国单兵外骨骼处于什么水平,客观地说同外国还有差距

大发520线上娱乐,随着地面、反恐作战成为各大国作战的主要模式,单兵作战危险性居高不下的难题开始被科学家们以新的黑科技破解,这就是单兵外骨骼系统。虽然在这方面美军走的比较远,但我国也不甘示弱,奋起直追。近年来,一款由202所研制的国产单兵外骨骼系统引起了参会者眼球。

该单兵外骨骼系统公开的技术指标为:额定负重,35千克;额定搬运,50千克。在额定负重下单兵平均步速4.5千米/小时,可连续行走约20千米,与美国最新的单兵外骨骼相比略有差距。如美国洛马公司研发的hulc单兵外骨骼系统在负重90千克的情况下,可以4.8千米/小时的速度行走20千米。

外骨骼一词来源于昆虫和壳类生物的坚硬外壳,人体外骨骼是一种可穿戴在人体外部,融入了先进的控制、信息和通信技术的人机电系统,可以为穿戴者提供防护、支撑作用,并提供一定的辅助动力和融合式信息接收,大大增强人体自身能力,使单兵成为战场超人。

单兵外骨骼研发技术属人机结合工程,要求人体和外骨骼形成一个闭环系统,机器能感应到人的状态和运动,人能适应机器的作动。按照辅助人体的部位,单兵外骨骼系统可分为上肢外骨骼、下肢外骨骼、全身外骨骼和关节外骨骼,根据动力不同可分为电机驱动、液压驱动、气动驱动和被动辅助。

人类很早就有了发明外骨骼的想法,早在1890年,就有人设计出了一款装置辅助人行走。到 1970年,通用电气设计的hardman系统,包含了30多个关节,能举起1500磅的重量。20世纪末期,随着电子技术、传感器技术和控制技术的飞速发展,外骨骼系统取得了历史性突破,雷声公司开发的xos外骨骼系统,能帮助穿戴者轻易举起几百磅的物体数百次,这种系统由结构、传感器、执行器、控制器和高压液压系统组成。

加州大学伯克利分校的下肢外骨骼系统(bleex)是自行供电的外骨骼,能增强穿戴者的耐力和力量,组成包括两个假腿、一个电源、一个背包状框和动力机构。bleex可以让人蹲下、弯腰、上坡和走路,在灵活性上有了很大提升。

麻省理工大学的外骨骼系统能够支撑人背负更多载荷,其通过脚部和膝盖上的传感器测量力的大小和方向,然后通过一种控制方式将重量传导到地面,会减轻负重40千克时人感觉到压力的40%,但会对人的正常走路姿势有所影响。

日本是机器人发展最为迅速的国家,日本筑波大学研发的hal外骨骼可以捕捉人类的生物压力信号(也就是你感觉重不重),通过一定的算法将该信号控制电机进行相应调整,hal-3只有腿部骨骼,升级版的hal-5具有全身骨骼,可为使用者提供约5倍于自身的搬运能力。

我国的外骨骼研究领跑者为哈尔滨工业大学,但他们研究的外骨骼主要是为辅助残疾人正常生活之用,而非单兵外骨骼,在医学领域享有盛誉。电子科技大学也迎头赶上,研发的基于电机驱动和液压驱动研究的助力型外骨骼可实现行走、转体和下蹲,并且引入了智能技术,在稳定性和可靠性上有很大提升。

一般的单兵外骨骼系统包含6大部件:仿形机械结构装置;智能感应装置;控制系统;通信计算系统;执行机构;能源系统。工作原理一般是系统通过在人体和外骨骼上的传感器感应人的运动信息、力学信息和生理信息。计算机处理各类信息通过预测和感知算法,感知人体姿态、运动趋势和人与外骨骼之间的耦合度,控制系统将这些参数转换为控制参数,令能源系统驱动执行机构作动,实现辅助作用。

研发单并外骨骼系统涉及的主要技术为仿生机械制造技术,即必须要穿戴在身上舒服、与人一起运动时不产生难受的感觉;人机接口技术,即必须能够准确了解人的运动趋势,该技术主要涉及数据融合、机器学习和智能预测。随动控制技术,即系统必须能按照人的意图动作,恰当给予助力。驱动机构技术,即必须满足效率高、能耗少、散热合理、安全性可靠的要求。能源技术,即发展一款长效、安全高能、可靠安全的能源系统支撑外骨骼。

总的来说,我国的外骨骼技术刚刚起步,与外国还有些差距,但只要奋起直追,相信很快就能看到我军官兵穿戴上它在战场上一跃三丈、健步如飞,如武林大侠一样作战,惊呆敌人。

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