灭火救援实战中消防机器人技术的研究

灭火救援实战中消防机器人技术的研究

摘要：随着我国社会的发展，火灾发生的频率不断增加，同时火灾事故发生对

消防救援人员会造成严重的伤害。为减少救援工作人员受伤，我们必须研究新技

术新工具应用于消防救援。如今智能机器人已经应用到各行各，其对于解决人们

日常生活问题发挥着极大的作用，如何实现在灭火救援中机器人的应用是本文讨

论的中心。

关键词：消防救援；消防机器人；技术；研究

前言

随着科技的不断发展前行，智能化机器人应用变得广泛，不但为人们生活提

供很多方便，还能应在在消防救援当中，提高救援质量同时，减少救援人员受到

伤害，为当前救援工作中面临的难题提供了新的解决出路。但要想实现救援机器

人在救援工作当中的应用，不仅需要对相应技术全面掌握，而且还能对不同情况

实施不同救援。因此，针对消防机器人在灭火救援中技术探讨有着重要意义。

1.消防机器人发展现状

1.1国外现状

火灾救援惊险万分，灭火救人的消防救援人员承受很大的救援风险，很容易

受到伤害，因此人们一直期望能用借助机器人替代消防员去完成危险的救火工作。据研究日本田所谕教授与国际救援系统研究机构等组成研发团队，成功研究出首

款飞行式消防机器人。该机器人不但能控制与消防水带相连接的多个喷嘴，利用

喷水反作用力稳定地悬浮于空中，同时还能够选择前进方向，进入到建筑物内，

消灭火源，从而降低消防救援人员救火危险。消防机器人依靠电动机作为驱动，

利用无线控制控制运行，同时消防机器人还具备监视系统，温度传感器以及摄像

装置等功能，从而能实现对火灾情况进行有效分析。如火灾内部温度、着火点、

危险区域等。美国对于消防机器人的研发，主要利用碳纤维作为机器人的外部材料，使用履带来驱动机器人运行，这样可以使机器人能越过大障碍物。同时，还

通过无线控制技术和射频等技术来完成信息的捕捉和反馈，并配置了可拆卸消防

水枪，使得灭火与拆卸作业工作能够同步落实。另外，挪威最新研制的蛇形消防

机器人，能够快速爬楼梯穿越墙体，而且能够将消防水带作为连接媒介，带领消

防救援人员快速安全进入到火灾现场救援。

1.2国内研究现状

我国对于消防救援机器人研究工作从上世纪七十年代开始进行的，到了九十

年代以后对于救援机器人的研究开始进入到规模化研发，其中产生很多突出成果

如自行式消防水炮。该装置在操作及快速移动等方面都能够实现对火灾救援。进

入新世纪，我国对于消防机器人的研究又上了一个新的台阶，如陕西省银河技术

公司在2010 年将很多技术应用到消防机器人当中如：不同的类型火灾现场进行

系列化救援机器人研发，自动灭火、照明等功能；同时以低碳环保的能源为动力

源提高机器人工作效率和质量，相应的装载量得到提升；使用最为先进系统设计

工艺，机器人在功能上得到很大提高，同时对于外部高温与抗辐射能力上也得到

提高，同时使其具备自动保护设施，使相应保护功能得到了完善；操控系统设计

更为灵活，信息传达更为准确快捷，能更好的满足现场需求，侦查和监控功能也

在灭火机器人上得应用。

2消防机器人现阶段发展状况

2.1 类别上

第一，按照功能划分，包括灭火功能、排烟、侦查以及救人功能的救援机器人；第二，按照控制方式划分类别，分为有线控、无线控制、自适应类型等；第三，按照行走方式为类别划分，分为轮式行走类型、履带式行走和履带轮式行走

类别等；第四，按照感观功能划分类别，分为：视觉、温感、嗅觉和烟感型等；

第五，按照智能化程度分为，标准程序化控制、智能控制型等。

2.2 优缺点对比

优点。消防机器人应用在实际灭火救援工作工作中，能够借助智能技术，利

用消防机器人数据采集分析和回馈以及落实相应的救援措施功能，达到对火灾高

效救援目的；同时，消防机器人结构与设计材料的特殊性，促进其在实际应用中

对消防机器人，只要需要保护与维修得，便可以实现长时间应用；另外，消防机

器人作为无生命机器设备，在实际的救援中，可以避免人工救援人员所生命损伤。缺点。第一，消防机器人作为智技术产品，其对于技术投入、资金保证上有着较

高要求，并且机器人功能发周期长，整体上消防机器人造价较高；第二，消防机

器人本身要能够满足救援工作当中各项功能要求，因此结构设计上较为复杂，在

实际应用过程中如果受到损伤问题不可避免，但相应维护工作难度较大，所要花

费的费用相对较高。

3.消防机器人的应用范围

3.1高层建筑救援中应用

目前高层的建筑已经成为我国建筑形式的代表和发展方向。但高层建筑一旦

发生火灾，因其特殊的楼体结构因素限制致，使火灾蔓延速度更为快速，同时导

致人员疏散、灭火救援等工作更加困难。具体表现为：建筑楼层过高导致消防车

高度无法满足灭火需要，同时消防救员人员在登高能力上和途径也会因为楼层高

度限制；另外，高楼层的建筑在火灾发生后由于烟气不能及时排去，再加上消防

水位和水量不能满足灭火要求。因此，消防机器人应用再高层灭火救援中的优势

便凸显出来。借助消防机器人的特点来解决这一难题，在研发过程中结合高层建

筑特点，保证机器人具备完整的灭火装备和系统，同时具备自动上下的功能，同

时能够把火灾现场具体情况进行合理分析与反馈，从而实现对人员救助，达到减

少人工救援伤亡问题。

3.2 地下建筑中应用

地下建筑一般都是相对较封闭的环境，一旦火灾发生，现场温度就会迅速增高，另外烟雾的浓度也会持续提高。这使得消防救援难度极其困难，救援人员一

旦进入到现场后，消防救援人员人身安全就难以得到保障。如果利用消防机器人

在救援当中，就能够有效解决地下建筑火灾救援问题，使火灾导致的伤亡和损失

降到最低。另外，像地铁隧道中，应该针对火灾情况制定严格的管理措施，同时

在设计上，整个地铁内部设计应该能够满足应对突发情况的要求。但是，一旦发

生火灾等问题，救援工作难度就会非常大。因此，可以利用具有攀爬功能的机器

人在地铁中或作为地铁站消防设备之一，确保能在第一时间实施高效救援。

3.3 消防机器人在高危场所中的应用

从天津塘沽所的化学物品爆炸事件中我们不难得出，在具有像石化产品的高

危场所，一旦发生火灾将会导致一连串反应，同时消防救援人员也难以进入到火

灾现场进行有效的救援行动，同时救援的危险性极大。因此，消防机器人一应用

到这类场所当中，在降低人员伤亡和损失基础上，达到及时救援、避免火灾进一