消防機器人的發展及應用研究

　　摘要：機器人這個概念早已家喻戶曉，它是自動執行工作的機器裝置，可以協助或者取代人類從事多種工作。由機器人來代替人類在危險的工作環境中工作，尤其是特殊緊急險情等危害公共安全時，機器人發揮著越來越重要的作用。本文僅就消防機器人在國內外的發展現狀做簡要介紹，并對消防機器人在實際中的應用及改進方向做較為詳盡的闡述，供廣大同仁參考。
　　關鍵詞：消防機器人　國外發展　應用研究
　　中圖分類號：TP242　文獻標識碼：A　文章編號：1672-3791(2012)01(b)-0219-02
　　“機器人”一詞問世以來，一直成為高科技高尖端的代名詞。世界發達國家均在機器人的研發上投入大量的人力財力。機器人是自動執行工作的機器裝置，可以協助或者取代人類從事多種工作。近年來，機器人已經在很多國家的多個行業逐步代替了手工，是人力資源匱乏國家解決勞動力問題的上佳選擇。而由機器人來代替人類在危險的工作環境中工作，尤其是危害公共安全的火災、毒氣、爆炸等特殊緊急險情時，機器人發揮著越來越重要的作用。消防事業直接服務于經濟建設，高科技的消防技術直接有利于我國經濟的發展，現在消防機器人的誕生把消防工作推向了一個新的局面。
　　1　消防機器人的分類及主要的技術特征
　　機器人是憑借其本身所產生的動力，以及控制的能力，去達到一種既定的功能，并且能夠移動，可以達到對某些特定動作的實現。消防機器人屬于特種機器人大家族中的一種，它的應用將大大提高消防部門消防工作能力。為了便于探討，我們對于消防機器人的種類加以區分和總結，具體如下。
　　(1)針對控制方式而言，自適應消防機器人，線控消防機器人、無線遙控消防機器人等是其劃分的種類。
　　(2)針對滅火救援功能而言，其可以劃分為火場偵察機器人、滅火機器人、排煙機器人、救人機器人、危險物品泄漏探測機器人、破拆機器人及多功能消防機器人。
　　(3)按照消防的智能化程度，其可以劃分為智能化消防機器人、程序化控制消防機器人、具有感覺功能計算機輔助控制消防機器人等。
　　(4)針對感覺功能來說，其大體可劃分為視覺消防機器人、觸覺消防機器人、嗅覺消防機器人、溫感消防機器人、煙感消防機器人等。
　　2　國外消防機器人的發展現狀
　　一些發達國家把研究與開發消防機器人列入國家技術發展規劃，將它作為經濟發展的一個重要保證。從國際上看，依次是美國、前蘇聯、英國、德國、法國、日本等開展消防機器人的研究。美國研制的消防機器人，外部使用系統驅動履帶車輪模塊，頂部利用碳纖外殼保護，履帶車輪驅動平臺的設置使它可以越過較大的、溝、臺階和路階等障礙物。更巧妙的是它能夠能一邊噴水滅火，一邊破拆作業。
　　蛇形消防機器人可以爬行，尤其在樓梯邊沿，另外，一些比較不厚實的墻壁也是其可以穿越的對象，此種機器人與消防水帶連接，牽著消防水帶進入消防員沒有辦法進入的區域進行滅火工作。這種類型的機器人是挪威經濟科技發展的一個新的突破。
　　意大利開發了一種新型消防機器人，該機器人可替代消防人員執行危險任務，
　　更重要的是它能夠深入到火災現場的嚴重區域進行探測并完成滅火任務。
　　另外，還有一種型號的機器人，具備自動行駛的特別功能，這是日本在20世紀80年代研制出來的，現在日本又研制出新的可屈伸爬行的救災機器人、能開電梯能巡視還可滅火的保安機器人。3我國消防機器人的發展現狀
　　我國機器人的研制工作始于20世紀70年代。隨著其進一步的發展，國防機器人研制已演變成為一種項目，推動著高新科技的發展。與此同時，各地區中一批不同性能、不同類型的消防機器人應運而生，如在上海、安徽、撫順等都出現了其研發的消防機器人，且遙控滅火消防車的出現亦不足為奇。由此可以看出，我國消防機器人的發展已取得長足的發展和進步。在現階段，我國的消防機器人具備以下特征。
　　(1)自動爬樓多功能滅火機器人等消防機器人誕生，實現機器人真正意義上的爬樓梯。即消防機器人既能夠上樓，又能夠下樓，獨有的防傾翻技術使消防機器人上下爬坡坡度小于35°。
　　(2)大功率的消防裝備能夠在消防機器人上安裝并很好地配合使用是當前機器人發展的又一巨大進步。由于消防裝備的安裝空間與動力源的體積密不可分，若減小動力源的體積，使消防裝備的安裝空間得以增加，且將其自量減輕，會收到一種良好的效果，如果可以采用低碳環保的動力源，更是一種非常不錯的選擇。
　　(3)各個部件及裝備都遵循了世界先進的設計理念及施工要求，對于可優化的部位都進行了最新的設計，達到排煙、驅動等核心內容的最合理化利用，使其性能達到最優。如，其底座雖然只有不到lm2面積，但是總排煙量可接近每小時200000m3。
　　(4)通常，在火災現場，對于火場進行監控和偵查操控十分必要，科學合理的操控系統更是必不可少，且消防機器人在自身防護方面也做得十分到位，其上安裝的一些部件，在強烈的火勢下亦可以實現對高溫的抵抗作用，從而有效地保障自身安全，從這個角度而言，消防機器人在滅火救援時具有非常強大的實際運用功能，推動著其功能走向健全和完善。
　　4　機器人在消防中的應用
　　4.1　應用背景
　　根據相關資料顯示，在過去的四五年內，我國消防官兵在執行火災搶險救援時傷亡慘重，對于消防工作的進一步展開帶來了不利，由此我們可以看出，消防官兵在執行滅火救援任務時要承擔很大的風險。所以，公安消防部隊面對的火災和搶險救援形勢日趨是十分繁重、復雜的工作。
　　4.2　消防機器人的長處與不足
　　任何事物都建有利弊，消防機器人同樣如此。具體如下。
　　(1)消防機器人的長處：消防機器人的研制是多種先進技術的結合體，它采用了當前的一些高新技術，如電子技術、人工智能技術等。鑒于其研發的基礎較好，它在一些數據處理、救援工作中的作用是突出的，其同時所帶來的效益或者說益處是顯而易見的，它的高度智能化、不可損傷性、重復使用率等也是其他儀器設備所無法達到的。因此，做好消防機器人的維護與保養，使其在不斷的事故現場或者救援工作中最大限度的發揮其獨特的優勢。
　　(2)消防機器人的缺陷：眾所周知，高新技術及多種先進理念對于機器人研發的重要意義，且這個高新技術的結合體自身結構相對復雜，在研制時耗費較大，不僅在資金上，同時在研制時間上也拉長了戰線，使得研制過程更為復雜和漫長，因而，在價格上會有大幅度的提升。另外，更為關鍵的是其在使用和維護保養的過程中，面臨愈加復雜的知識技能架構，對于使用者和維護者的專業技能要求更加苛刻，同時也會加大使用與維護的費用。
　　4.3　消防機器人的應用范圍
　　(1)可在高層建筑中開展作業：一般而言，高層建筑建設過程中為達到相應的效果，運用了大量的可燃物，如果有意外發生火災，其必然會致使大火蔓延，建筑荷載增大。大多高層建筑物建筑層數較多，在建造過程中，一些功能的設置，或者是形式的要求都會對火災事故發生時的救援與滅火工作增加不同程度上的難度，消防機器人的誕生恰恰為解決這一問題提供了方便，在日后消防機器人在高層建筑中開展作業還是具有無限的發展潛力的。
　　(2)隧道、地鐵等突發事件時作業：隧道、地鐵等突發事件不可避免，對于這一問題的解決，在地鐵電氣及其動力設備的絕緣方面具有較高的要求，另外一些應急照明設備、地鐵站臺屏蔽封閉門等都應當加以完善，并預先制定一定的日期，按期做好其維修與更新工作。對于此項工作的完成消防機器人亦是最優的選擇。
　　(3)地下建筑以及密閉空間中作業：通常在地下建筑發生火災時，容易產生煙氣積聚、高溫持續不下的現象，此時如果消防員親身進入火場進行救火工作，容易造成人員傷亡事故的發生。然而，隨著消防機器人的成功研制，這一問題很快便可以得以解決，在地下建筑或者一些密閉空間內進行救火工作時，可以采用消防機器人進入火場進行救援的方法，如此一來，既能順利有效地撲滅大火，同時又減免了人員傷亡事故的發生。
　　5　結語
　　目前消防機器人正朝著智能化、專業化的方向發展。一方面，消防機器人會越來越便捷、靈巧，可以從事更精細的工作。例如，消防機器人可以通過無線人工控制，同時能夠根據火災現場的情況，在無人操控的情況下做出隨機應變的反應。另一方面，由于火災情況的難以確定性，我們利用同一種消防機器人來解決各種各樣的問題是不可能的，消防機器人的應用將將會越來越多樣化、團隊化。我們應結合現有的技術基礎，考慮資金支持情況，利用好各個部門對干機器人研制時所能發揮的重大力量，尤其對于一些遙遙領先的消防機器人生產企業更應當加大投入與支持的力度，并及時做好與各國先進機器人生產技能的交流，必要時可建立長足的合作關系，從而更加有利于大幅度提升我國的消防機器人生產水平、應用水平和戰術應用水