Po dlhú dobu v minulosti hlavným prístupom v priemysle robotov na likvidáciu výbušnej munície bolo zvýšenie odolnosti robotov proti nárazom pomocou hrubších oceľových plátov. Táto stratégia však viedla k začarovanému kruhu, v ktorom „čím bol robot ťažší, tým ťažšie bolo prispôsobiť sa zložitým scenárom“: roboty s kolesami s hmotnosťou viac ako 300 kilogramov sa ťažko otáčali v úzkych chodbách a v oblastiach-zasypaných troskami a na mnohé miesta, na ktoré sa malo dostať okamžite, bola znemožnená ich vlastná hmotnosť.
Rozšírené používanie nosných konštrukcií jadra z titánovej zliatiny- úplne prepisuje túto dlhotrvajúcu-logiku odvetvia.
Od „hrúbky stohu“ k „úprave štruktúry“: Základný obrat materiálnej logiky
Aby odolal výbušným nárazom, konvenčný priemysel oceľových skeletov pre roboty proti výbuchu -zvyčajne používa oceľové platne s hrúbkou viac ako 10 mm, ktoré sú zvarené dohromady, aby vytvorili rám. Celková hmotnosť stroja často presahuje 300 kilogramov. Záťažový tlak na pásový kráčací systém je extrémne vysoký. V typických prevádzkových scenároch, ako sú 40-stupňové svahy a 300{10}}milimetrové prekážky, sa často vyskytujú problémy s nedostatočným výkonom, zablokovaním a pošmyknutím. Čo je ešte kritickejšie, ťažká oceľová kostra výrazne zvyšuje ťažisko celého stroja, vďaka čomu je náchylný na prevrátenie pri prechode cez priekopy alebo lezenie po schodoch, čo predstavuje nové riziká pre vysokorizikové operácie.
Zásah titánových zliatin priamo narúša tento paradox „pevnosti a hmotnosti nemožno dosiahnuť súčasne“. Domáce podniky na spracovanie titánových materiálov uviedli na trh konštrukčné komponenty zo zliatiny titánu špeciálne pre roboty proti-výbuchu pomocouTC4 (GR5) zliatina titánuintegrovaný proces kovania. Pri rovnakých ukazovateľoch odolnosti voči nárazu sa nosné komponenty jadra-zmenšili o viac ako 45 % v porovnaní s tradičnými riešeniami na báze ocele-. Skutočné namerané údaje z továrne ukazujú, že stredne veľké -protivýbuchové- roboty s hlavnými rámami z titánovej zliatiny dokážu regulovať celkovú hmotnosť do 160 kilogramov, čím zlepšujú manévrovateľnosť o 30 % a sú schopné ľahko prejsť cez bežné civilné výťahy. V úzkych scenároch, ako sú{10} výškové budovy a tunely metra, sa prevádzkový rádius priamo zdvojnásobil.
„Ne{0}}deformovaný spodný riadok“ pod vplyvom výbuchu: Neviditeľná štrukturálna bezpečnosť
Hlavným poslaním robotov odolných proti výbuchu-je zachovať integritu vnútorných elektronických komponentov pri extrémnych nárazoch. Akonáhle sa rám deformuje pôsobením rázovej vlny, stlačí vnútorné ovládače, senzory a komunikačné moduly. Aj keď nie je priamo zasiahnutý úlomkami explózie, celý robot okamžite stratí funkčnosť, - nielenže nebude môcť dokončiť úlohu, ale tiež potenciálne spôsobí, že nevyvrhnuté výbušné materiály sa dostanú do stavu -mimo{5}}kontroly.
Konštrukcia z titánovej zliatiny tu demonštruje výhody, ktorým sa tradičná oceľ nemôže rovnať. Skutočné namerané údaje od popredných domácich výrobcov-robotov odolných voči výbuchu ukazujú, že nosná konštrukcia-z titánovej zliatiny s dizajnom topologickej optimalizácie je po výbuchu v blízkom-dosahu s ekvivalentom 1 kg TNT riadená deformácia konštrukcie s presnosťou 0,2 mm a všetky CCD kamery a viac-mechanické ručné jednotky s{8}nerušeným ovládaním sú vo vnútri{8}bez kontroly{7}}inštalované{1}. Robot môže po výbuchu dokonca pokračovať v vykonávaní zostávajúcich úloh likvidácie - nielenže dokončí úlohu, ale tiež zabráni, aby sa nevymknuté výbušné materiály vymkli kontrole.
Táto charakteristika „odolať nárazu bez priehybu“ v podstate pramení z vlastnosti vysokej špecifickej pevnosti titánovej zliatiny - pri rovnakej hmotnosti, pričom nosnosť-titánovej zliatiny TC4 je viac ako 1,5-krát väčšia ako v prípade bežnej konštrukčnej ocele. Jeho pevnosť v ťahu presahuje 900 MPa a má tiež vynikajúcu dynamickú rázovú húževnatosť, ktorá sa pri náhlom silnom náraze neláme krehkým spôsobom ako bežná oceľ.
Po viacerých nárazoch a vibráciách tradičných oceľových konštrukcií sú miesta zvárania náchylné na vznik mikro-trhliniek, ktoré je ťažké odhaliť voľným okom pri každodennej údržbe a často sa náhle zlomia v kritických momentoch. Konštrukcia z titánovej zliatiny však využíva proces celkového kovania a zvárania s lokálnym trením a pevnosť zvaru je blízka samotnému základnému materiálu -, čo znamená, že najnáchylnejšie-na-problémové zváracie diely sa stali najpevnejším článkom v celom konštrukčnom reťazci. Po miliónoch testov na únavu z vibrácií zvary stále nevykazujú viditeľné trhliny a životnosť bez porúch celého stroja sa predĺži dvojnásobne.
Domáci výrobcovia už začlenili do výroby rámov robotov odolných voči výbuchu-titánovú zliatinu Ti-6Al{4}}4V ELI s ultra{0}}nízkou medzerou, čím ďalej zvýšili odolnosť materiálu systému pri nízkych-teplotách a scenároch s vysokým nárazom, čím zaručili, že si zariadenie udrží stabilnú odolnosť voči nárazu počas vonkajších operácií v zimných chladných oblastiach s vysokou zemepisnou šírkou.
Od pasívnej obrany „zhrubnutia oceľových plátov“ až po aktívnu bezpečnosť „rekonštrukcii rámu pomocou titánovej zliatiny“, materiálová modernizácia robotov odolných proti výbuchu-v konečnom dôsledku poukazuje na to isté: urobiť z bezpečnej vzdialenosti pre vysokorizikových pracovníkov v prvej línii-neústupnú obrannú líniu.