消防机器人在消防中的应用探讨

消防机器人在消防中的应用探讨

摘要:机器人早已经不再是模糊性的概念定义，它可以协助甚至取代人类来从事多种工作，是一种自动执行工作的机器装置。尤其在火灾事故现场，机器人发挥的作用越来越重要。当人们在遇到突发火灾险情，消防人员无法触及时，消防机器人可以代替消防员来实施救援，这种高科技设备无疑是将我国消防事业推向了全新的高度。

关键词:消防机器人火灾救援应用

1 消防机器人相关概述

1.1 定义

自从机器人出现在大众视线的那一刻起，对它的争议就不曾停止。主要是因为随着社会的进步而不断更新扩展新的功能，尤其是将人类也牵扯其中，使它的定义一直处于模糊阶段。直到1987年，对工业机器人才有了新的定义。而我国对它的定义则是一种自动化的机器，与人或生物相似的智能能力，是一种高智能灵活性的自动化机器。消防机器人作为特种机器人的一种，广泛的应用于消防救援当中，消防机器人能代替消防救援人员进入有毒、缺氧、浓烟等危险灾害事故现场代替救援人员进行数据采集、处理，有着举足轻重的作用。

1.2 消防机器人的优缺点

优点:(1）人工智能型;现代机器人是一种了高端学科的结合体，

集合了多种高科技功能，如电力电子、人工智能、自动控制、计算机技术、神经网络等。而消防机器人更是融合了各项高技术成果，目前考量各个国家的科学技术是否先进，就看这个国家的机器人是否功能齐备。消防机器人在目前人工智能已成熟的前提下结合了其他各项高新技术，实际危险情况可以现场实际情况来自主判断，准确实施救援。(2）无生命损伤性;消防机器人自身作为一种无生命载体，在深处浓烟、有毒、缺氧等复杂火灾现场时，发挥了人工不能有的作用，最大限度的减少了人员的伤亡，提高了救援效率。(3）可重复使用;消防机器人是一种特殊武器装备，如果给予精心保养和完善，可反复使用并发挥其效能。

缺点:(1）造价昂贵;消防机器人融合了多种高新技术，在研制方面花费了大量的时间和金钱，目前生产的数量也不够多，造成昂贵的现象，普通的消防部队甚至配置不上这种设备。再由于各地经济水平发展不同，政府的财政拨款能力有限，一些消防部队则无法配备。(2）复杂的保养维护;消防机器人自身适于高科技产品，相应的对维修人员的要求也有所不同，维修人员要有一定的维护保养知识和基础，才能应对各种突发故障。

2 消防机器人的主要结构

消防机器人的主要由多方面结构组成，本文以下主要以机械手、

救援拖斗和行走系三方面来给予详细分析。

2.1 机械手和救援拖斗

消防救援机器人的执行机构主要依靠机械手，它可以起吊受伤人、抓取可疑物及开启阀门。三节臂杆6个自由度的机械手工作装置根据人手臂运动的原理以及目前机械手应用的资料得知是最有前途的。除此之外在消防救援机器人中是不可缺少的一部分则是救援拖斗，它就好比普通救援中的担架，主要利用机械手将受伤人员转移到拖斗上，并通过电液控制将拖斗转移到消防机器人体内，方便受伤人员可以得到及时的救助。与此同时在微小空间内救援拖斗还集成了供气系统，可以提供新鲜的供气给予受伤人员。

2.2 行走系

行走系一般分为两种，分别是轮胎行走系和履带行走系。以下主要以履带行走系作重点分析，此方面包括三大部分:机架、行走装置和悬挂。机架是用来安装所有的总成和部件，是整机的骨架。机体一般用行走装置来支撑，消防救援机器人工作与行驶所需的驱动力需要发动机的动力。履带、驱动轮、支重轮、托轮、引导轮等组成履带行走装置，当轮齿拉紧履带，履带上立即受到了地面的反作用力，整机都会随着这种反作用力产生前后运动。履带行走装置接地比压小，比轮胎的接地面积大。履带所支撑的整机重量在履带的支撑面上大多制有履刺，可使摩擦力有所增加，所以轮胎式行走具有良好的越野性能。

3 消防机器人在消防中的应用

3.1 地铁隧道突发事件的抢险救援

世界各国在应对地铁隧道等突发火灾事故都给予了相应的解决措施，一般从以下几点着手:(1）应急照明设备应储备齐全;(2）地铁的动力设备、电气要保证充分防水、防过热、防超负荷、动力设备应绝缘良好，对地铁各项运行设备进行定期维修和更新。(3）配强灭火救援装备。(4）地铁站台应设置封闭门，其安全出口要符合相关要求。(5）地铁站内的可燃物要尽可能的减少，地铁车厢要采用不燃材料。(6）应在地铁站内配备排烟设备、灭火设施及事故广播等。由上述措施可见，应当以地铁、隧道等突发事件的重要措施则是配备强灭火救援装备。消防机器人和灭火机器人具有爬楼梯功能，地铁车站内大功率排烟它都可以满足，非常适合在地铁、隧道等场合中运用。

3.2 高层建筑火灾救援

高层建筑主体功能复杂，层数多，一旦发生火灾由于可燃物多及“烟筒效应”会使火灾燃烧猛烈，火灾迅速蔓延，以致人员疏散困难，增大救援难度。高层建筑火灾救援应重点坚持以建筑物内固定消防设施救援为主，其他移动设备救援为辅。而针对高层火灾所研制的消防机器人，可以上下楼自如，装有组合排烟装置、冷气溶胶灭火装置、载人救护仓装置、A类泡沫系统灭火装置等，高层建筑火场内部都可

以深入来侦查火情，直到准确直到着火点开始进行搜索救助、强力排烟等救援工作。使灭火剂的利用率及排烟和灭火救援的效率有了大幅度的提高，有效减低了因火灾事故而出现的经济损失。因此，投入消防机器人对今后的高层建筑火灾救援有着重要的现实意义。

3.3 封闭、冷库等特殊场所的火灾救援

地下建筑、封闭空间由于相对封闭，对外通道少，一旦发生火灾事故会容易集聚热烟，高温不易散发，增加火场温度，烟雾也十分浓烈。消防员实施地下建筑以及封闭空间救援的主要障碍和困难就在于火场中的高温和浓烟。消防员有时也会因为浓烈烟雾和高温导致窒息、中毒和被困，也是救援的主要危险之一。如果在这种特殊场所运用消防机器人，不仅可以有效的进行灭火救援，还可避免消防员的伤亡。除了封闭地下场所救援，还有冷库等特殊场所。冷库库内温度常常维持下0℃～-20℃，属于钢结构大跨度建筑，它的特点具有出入口少、空间密闭、隔热防潮性能好等。一般在火灾前段，库内温度不会因为燃烧的热量而导致温度快速上升，低温烟气是冷库火灾产生的主要烟气，与一般火灾的热烟气相比，它有更强的减光性。在由于冷库密封导致燃烧及其不充分，烟气密度和密度扩散的范围更广。所以，冷库火灾灭火救援的难题则是冷库中的浓烟、减光性及有毒物质。如果在实施救援中采用消防机器人，可以提高救援效率，其自身大功率的排烟大功率是灭火和排烟最大帮手。