消防機器人在消防中的應用探討

周志毅

摘 要：機器人早已經不再是模糊性的概念定義，它可以協助甚至取代人類來從事多種工作，是一種自動執行工作的機器裝置。尤其在火災事故現場，機器人發揮的作用越來越重要。當人們在遇到突發火災險情，消防人員無法觸及時，消防機器人可以代替消防員來實施救援，這種高科技設備無疑是將我國消防事業推向了全新的高度。

關鍵詞：消防機器人 火災 救援 應用

中圖分類號：TU998.13 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）02（a）-0016-01

1 消防機器人相關概述

1.1 定義

自從機器人出現在大眾視線的那一刻起，對它的爭議就不曾停止。主要是因為隨著社會的進步而不斷更新擴展新的功能，尤其是將人類也牽扯其中，使它的定義一直處于模糊階段。直到1987年，對工業機器人才有了新的定義。而我國對它的定義則是一種自動化的機器，與人或生物相似的智能能力，是一種高智能靈活性的自動化機器。消防機器人作為特種機器人的一種，廣泛的應用于消防救援當中，消防機器人能代替消防救援人員進入有毒、缺氧、濃煙等危險災害事故現場代替救援人員進行數據采集、處理，有著舉足輕重的作用。

1.2 消防機器人的優缺點

優點：（1）人工智能型；現代機器人是一種了高端學科的結合體，集合了多種高科技功能，如電力電子、人工智能、自動控制、計算機技術、神經網絡等。而消防機器人更是融合了各項高技術成果，目前考量各個國家的科學技術是否先進，就看這個國家的機器人是否功能齊備。消防機器人在目前人工智能已成熟的前提下結合了其他各項高新技術，實際危險情況可以現場實際情況來自主判斷，準確實施救援。（2）無生命損傷性；消防機器人自身作為一種無生命載體，在深處濃煙、有毒、缺氧等復雜火災現場時，發揮了人工不能有的作用，最大限度的減少了人員的傷亡，提高了救援效率。（3）可重復使用；消防機器人是一種特殊武器裝備，如果給予精心保養和完善，可反復使用并發揮其效能。

缺點：（1）造價昂貴；消防機器人融合了多種高新技術，在研制方面花費了大量的時間和金錢，目前生產的數量也不夠多，造成昂貴的現象，普通的消防部隊甚至配置不上這種設備。再由于各地經濟水平發展不同，政府的財政撥款能力有限，一些消防部隊則無法配備。（2）復雜的保養維護；消防機器人自身適于高科技產品，相應的對維修人員的要求也有所不同，維修人員要有一定的維護保養知識和基礎，才能應對各種突發故障。

2 消防機器人的主要結構

消防機器人的主要由多方面結構組成，本文以下主要以機械手、救援拖斗和行走系三方面來給予詳細分析。

2.1 機械手和救援拖斗

消防救援機器人的執行機構主要依靠機械手，它可以起吊受傷人、抓取可疑物及開啟閥門。三節臂桿6個自由度的機械手工作裝置根據人手臂運動的原理以及目前機械手應用的資料得知是最有前途的。除此之外在消防救援機器人中是不可缺少的一部分則是救援拖斗，它就好比普通救援中的擔架，主要利用機械手將受傷人員轉移到拖斗上，并通過電液控制將拖斗轉移到消防機器人體內，方便受傷人員可以得到及時的救助。與此同時在微小空間內救援拖斗還集成了供氣系統，可以提供新鮮的供氣給予受傷人員。

2.2 行走系

行走系一般分為兩種，分別是輪胎行走系和履帶行走系。以下主要以履帶行走系作重點分析，此方面包括三大部分：機架、行走裝置和懸掛。機架是用來安裝所有的總成和部件，是整機的骨架。機體一般用行走裝置來支撐，消防救援機器人工作與行駛所需的驅動力需要發動機的動力。履帶、驅動輪、支重輪、托輪、引導輪等組成履帶行走裝置，當輪齒拉緊履帶，履帶上立即受到了地面的反作用力，整機都會隨著這種反作用力產生前后運動。履帶行走裝置接地比壓小，比輪胎的接地面積大。履帶所支撐的整機重量在履帶的支撐面上大多制有履刺，可使摩擦力有所增加，所以輪胎式行走具有良好的越野性能。

3 消防機器人在消防中的應用

3.1 地鐵隧道突發事件的搶險救援

世界各國在應對地鐵隧道等突發火災事故都給予了相應的解決措施，一般從以下幾點著手：（1）應急照明設備應儲備齊全；（2）地鐵的動力設備、電氣要保證充分防水、防過熱、防超負荷、動力設備應絕緣良好，對地鐵各項運行設備進行定期維修和更新。（3）配強滅火救援裝備。（4）地鐵站臺應設置封閉門，其安全出口要符合相關要求。（5）地鐵站內的可燃物要盡可能的減少，地鐵車廂要采用不燃材料。（6）應在地鐵站內配備排煙設備、滅火設施及事故廣播等。由上述措施可見，應當以地鐵、隧道等突發事件的重要措施則是配備強滅火救援裝備。消防機器人和滅火機器人具有爬樓梯功能，地鐵車站內大功率排煙它都可以滿足，非常適合在地鐵、隧道等場合中運用。

3.2 高層建筑火災救援

高層建筑主體功能復雜，層數多，一旦發生火災由于可燃物多及“煙筒效應”會使火災燃燒猛烈，火災迅速蔓延，以致人員疏散困難，增大救援難度。高層建筑火災救援應重點堅持以建筑物內固定消防設施救援為主，其他移動設備救援為輔。而針對高層火災所研制的消防機器人，可以上下樓自如，裝有組合排煙裝置、冷氣溶膠滅火裝置、載人救護倉裝置、A類泡沫系統滅火裝置等，高層建筑火場內部都可以深入來偵查火情，直到準確直到著火點開始進行搜索救助、強力排煙等救援工作。使滅火劑的利用率及排煙和滅火救援的效率有了大幅度的提高，有效減低了因火災事故而出現的經濟損失。因此，投入消防機器人對今后的高層建筑火災救援有著重要的現實意義。

3.3 封閉、冷庫等特殊場所的火災救援

地下建筑、封閉空間由于相對封閉，對外通道少，一旦發生火災事故會容易集聚熱煙，高溫不易散發，增加火場溫度，煙霧也十分濃烈。消防員實施地下建筑以及封閉空間救援的主要障礙和困難就在于火場中的高溫和濃煙。消防員有時也會因為濃烈煙霧和高溫導致窒息、中毒和被困，也是救援的主要危險之一。如果在這種特殊場所運用消防機器人，不僅可以有效的進行滅火救援，還可避免消防員的傷亡。除了封閉地下場所救援，還有冷庫等特殊場所。冷庫庫內溫度常常維持下0℃～-20℃，屬于鋼結構大跨度建筑，它的特點具有出入口少、空間密閉、隔熱防潮性能好等。一般在火災前段，庫內溫度不會因為燃燒的熱量而導致溫度快速上升，低溫煙氣是冷庫火災產生的主要煙氣，與一般火災的熱煙氣相比，它有更強的減光性。在由于冷庫密封導致燃燒及其不充分，煙氣密度和密度擴散的范圍更廣。所以，冷庫火災滅火救援的難題則是冷庫中的濃煙、減光性及有毒物質。如果在實施救援中采用消防機器人，可以提高救援效率，其自身大功率的排煙大功率是滅火和排煙最大幫手。

4 結語

綜上所述，隨著我國經濟水平的不斷上升，滅火救援工作越來越受到大眾的重視，而消防機器人的研制和應用無疑是提高我國火災救援效率的一大利器。因此，我國相關部門也有在消防機器人原有的基礎上對其進行改善，結合現有的工業和技術基礎，并加強與國際之間消防機器人的商務合作，以此來提高我國消防部隊消防裝備現代化的水平。

參考文獻

[1] 劉軍，程繼國，尹志，等.消防機器人滅火救援應用技術分析[J].消防技術與產品信息，2010（11）：15-18.

[2] 尤飛，蔣軍成.城市消防安全前沿技術及研究進展—— 新型主動和被動消防技術[J].消防科學與技術，2010，29（6）：457-462.