隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，尤其是最近幾年，許多地區(qū)大量高層建筑、地下建筑和大型石化企業(yè)不斷涌現(xiàn)，由于這些建筑和企業(yè)生產(chǎn)的特殊性，導(dǎo)致化學(xué)危險(xiǎn)品和放射性物質(zhì)泄漏以及燃燒、爆炸、坍塌的事故隱患增加，事故發(fā)生的概率也相應(yīng)提高。
一旦發(fā)生災(zāi)害事故，消防員面對高溫、黑暗、有毒和濃煙等危害環(huán)境時(shí)，若沒有相應(yīng)的設(shè)備貿(mào)然沖進(jìn)現(xiàn)場，不僅不能完成任務(wù)，還會(huì)徒增人員傷亡，這方面公安消防部隊(duì)已歷經(jīng)諸多血的教訓(xùn)。尤其是當(dāng)新消防法出臺(tái)后，搶險(xiǎn)救援已成為公安消防部隊(duì)的法定任務(wù)，面對新時(shí)期面臨的新情況新任務(wù)，也為了更好地解決前述難題，消防機(jī)器人的配備顯得日益重要。
消防機(jī)器人作為特種機(jī)器人的一種，在滅火和搶險(xiǎn)救援中愈加發(fā)揮舉足輕重的作用。各種大型石油化工企業(yè)、隧道、地鐵等不斷增多，油品燃?xì)狻⒍練庑孤┍ā⑺淼馈⒌罔F坍塌等災(zāi)害隱患不斷增加。此類災(zāi)害具有突發(fā)性強(qiáng)、處置過程復(fù)雜、危害巨大、防治困難等特點(diǎn)，已成頑疾。消防機(jī)器人能代替消防救援人員進(jìn)入易燃易爆、有毒、缺氧、濃煙等危險(xiǎn)災(zāi)害事故現(xiàn)場進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理、反饋，有效地解決消防人員在上述場所面臨的人身安全、數(shù)據(jù)信息采集不足等問題。現(xiàn)場指揮人員可以根據(jù)其反饋結(jié)果，及時(shí)對災(zāi)情作出科學(xué)判斷，并對災(zāi)害事故現(xiàn)場工作作出正確、合理的決策。
消防機(jī)器人的發(fā)展歷史
機(jī)器人自60年代初問世以來，經(jīng)歷40余年的發(fā)展，己取得長足進(jìn)步，社會(huì)各行各業(yè)皆可見其身影。
國際上較早開展消防機(jī)器人研究的是美國和前蘇聯(lián)，稍后，英國、日本、法國、德國等國家也紛紛開始研究該類技術(shù)。目前已有很多種不同功能的消防機(jī)器人用于救災(zāi)現(xiàn)場。
日本的消防機(jī)器不僅技術(shù)引領(lǐng)全球，而且數(shù)量也全球之冠。相應(yīng)的，其投入應(yīng)用的消防機(jī)器人也最多。從1986年日本東京消防廳首次在滅火中采用了“彩虹5號(hào)”消防機(jī)器人后，消防機(jī)器人就逐漸在滅火救災(zāi)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，消防機(jī)器人技術(shù)也得到快速的發(fā)展。截至目前，消防機(jī)器人已經(jīng)穩(wěn)步向第三代高端智能機(jī)器人前進(jìn)。
美國的消防機(jī)器人亦處于技術(shù)頂點(diǎn)位置，其開發(fā)的消防機(jī)器人已具備較為成熟第三代功能。
消防機(jī)器人在火災(zāi)和應(yīng)急救援中的作用
消防機(jī)器人作為代替消防員進(jìn)入危險(xiǎn)復(fù)雜環(huán)境的特殊裝備，必須具有以下幾個(gè)功能。
移動(dòng)功能
在消防機(jī)器人分類中已經(jīng)闡述過，可依據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況采用履帶式或者輪式，從災(zāi)害事故現(xiàn)場的實(shí)際情況考慮，消防機(jī)器人的移動(dòng)載體須具有較強(qiáng)的越野能力和一定的自適應(yīng)能力，能夠自行判斷并翻越障礙，自主分析現(xiàn)場情況，能夠完成攀爬一定角度的樓梯等復(fù)雜功能。
探測功能
消防機(jī)器人可以根據(jù)災(zāi)害事故現(xiàn)場情況依賴于各種電子元器件進(jìn)行探測，裝載攝像頭可將現(xiàn)場情況通過通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸給后方系統(tǒng)處理，同時(shí)有賴于各種傳感器。主要分為兩類：一類是內(nèi)部傳感器，用來探測在災(zāi)害事故現(xiàn)場中消防機(jī)器人自身狀態(tài)參數(shù)，反饋給中央大腦DSP，進(jìn)行合理的路徑規(guī)劃，并根據(jù)災(zāi)害事故現(xiàn)場情況合理安排，使消防機(jī)器人有序開展工作。另一類是外部傳感器，用來探測災(zāi)害事故現(xiàn)場的各項(xiàng)數(shù)據(jù)(障礙物情況、火場溫度、輻射熱強(qiáng)度、有毒氣體或者可燃?xì)怏w種類和濃度和氧氣含量等)，為后方處理系統(tǒng)提供原始數(shù)據(jù)。
控制處理通信功能
由于DSP在處理數(shù)字信息方面與單片機(jī)相比具有無可比擬的優(yōu)勢，因此，消防機(jī)器人普遍采用DSP作為信息處理大腦。而控制處理通信主要由三個(gè)方面組成：
一是消防機(jī)器人內(nèi)部處理系統(tǒng)。通過各種傳感器探測災(zāi)害事故現(xiàn)場實(shí)際數(shù)據(jù)，DSP對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。
二是通信網(wǎng)絡(luò)。可以利用公安消防部隊(duì)自身的三級(jí)組網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸;也考慮到技術(shù)成熟的關(guān)系，可以利用公眾的2.5代GPRS或者2.75代EDGE網(wǎng)絡(luò)。以及可直接采用3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)通信，并能實(shí)施雙工乃至多工通信;另一方法便是線控。
防腐蝕、防爆功能
正因?yàn)橄罊C(jī)器人代替消防員進(jìn)入危險(xiǎn)復(fù)雜的災(zāi)害事故現(xiàn)場，必須考慮到其電子元器件、機(jī)械材料等構(gòu)建承受腐蝕、高溫、粉塵、濃煙等惡劣環(huán)境的能力，對其關(guān)鍵部位進(jìn)行防腐蝕、防爆處理，保證其處于穩(wěn)定工作狀態(tài)，以確保順利完成任務(wù)。
消防功能
這也是消防機(jī)器人的最主要功能。通過消防機(jī)器人前期準(zhǔn)備準(zhǔn)備工作，現(xiàn)場指揮員根據(jù)后方輔助決策系統(tǒng)提供信息，并根據(jù)其個(gè)人歷來滅火和搶險(xiǎn)救援經(jīng)驗(yàn)，作出正確判斷，發(fā)出遙控指令，指揮消防機(jī)器人進(jìn)行現(xiàn)場處置。
分揀機(jī)器人缺點(diǎn)消防機(jī)器人的主要種類
從主要功能上可分為:
(1)滅火機(jī)器人;(2)火場偵察機(jī)器人;(3)危險(xiǎn)物品泄漏探測機(jī)器人;(4)破拆機(jī)器人;(5)救人機(jī)器人;(6)多功能消防機(jī)器人等。
從行走方式可分為:
(1)輪式行走消防機(jī)器人;(2)履帶式行走消防機(jī)器人;(3)履帶輪式行走消防機(jī)器人等。
快遞分揀機(jī)器人有哪些從控制方式上可分為:
(1)線控消防機(jī)器人;(2)無線遙控消防機(jī)器人;(3)自適應(yīng)消防機(jī)器人等。
快遞分揀機(jī)器人設(shè)備從智能化程度上可分為:
(1)程序化控制消防機(jī)器人;(2)具有感覺功能計(jì)算機(jī)輔助控制消防機(jī)器人;(3)智能化消防機(jī)器人等。
從感覺功能上可分為:
(1)視覺消防機(jī)器人;(2)嗅覺消防機(jī)器人;(3)溫感消防機(jī)器人;(4)煙感消防機(jī)器人;(5)觸覺消防機(jī)器人等。
消防機(jī)器人的特點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)
1、無生命損傷性。消防機(jī)器人作為一種無生命載體，在面臨高溫、有毒、缺氧和濃煙等各種危險(xiǎn)復(fù)雜的環(huán)境時(shí)，在人力所不及之處可充分發(fā)揮其作用，大大減少消防人員傷亡。如若配備消防機(jī)器人，黃島油庫、湖南衡陽大火、天津港事件釀成的悲劇本可以避免。
2、可重復(fù)使用性。消防機(jī)器人作為一種特殊武器裝備，在細(xì)心維護(hù)保養(yǎng)的同時(shí)，可反復(fù)多次使用，發(fā)揮其效能。
3、人工智能性。現(xiàn)代機(jī)器人是人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制、電力電子、模糊控制和機(jī)械工業(yè)等高端學(xué)科的結(jié)合體。而消防機(jī)器人作為特種機(jī)器人的一種，更是揉合了各項(xiàng)高新技術(shù)成果，機(jī)器人已是反應(yīng)國家的技術(shù)先機(jī)與否的標(biāo)志之一。各國政府技術(shù)部門、公司針對消防員面臨日趨復(fù)雜的應(yīng)急救援的環(huán)境，在目前人工智能已成熟的前提下，結(jié)合了其他各項(xiàng)高新技術(shù)，針對特殊情況開發(fā)出具有針對性的消防機(jī)器人。可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，自主判斷實(shí)際危險(xiǎn)情況來源，進(jìn)行數(shù)據(jù)收集、處理、傳輸反饋、滅火等工作。
分揀機(jī)器人相關(guān)公司缺點(diǎn)
1、維護(hù)保養(yǎng)復(fù)雜。由于消防機(jī)器人屬于高新技術(shù)的結(jié)合體，對操控、維護(hù)保養(yǎng)人員有一定的要求，專業(yè)方面要求有一定的知識(shí)，要定期舉行專業(yè)人員培訓(xùn)，尤其是電子元件，或可能受到潮濕、濃煙和灰塵等影響，需要一定的維護(hù)保養(yǎng)知識(shí)基礎(chǔ)。
2、造價(jià)高昂。由于消防機(jī)器人屬于高等學(xué)科知識(shí)和各項(xiàng)先進(jìn)高新技術(shù)的集合體，研制時(shí)間較長，研制經(jīng)費(fèi)較高，且生產(chǎn)數(shù)量并不多，造成價(jià)格普遍昂貴，不能大量配備消防部隊(duì)。同時(shí)，各地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡，政府財(cái)政撥出能力有限，也是其不能大量配備消防部隊(duì)的重要原因之一。
消防滅火偵察防爆機(jī)器人
消防滅火偵察防爆機(jī)器人采用履帶式底盤、可搭載消防水炮、有毒有害氣體探測器、溫濕度變送器、攝像機(jī)、拾音器等不同上裝，代替消防救援人員進(jìn)入易燃、易爆、有毒、缺氧、濃煙等危險(xiǎn)災(zāi)害事故現(xiàn)場進(jìn)行探測、救援、滅火，有效的解決消防人員在上述場所面臨的人身安全、數(shù)據(jù)信息采集不足等問題。尤其適用于石化、燃?xì)獾纫妆h(huán)境，對提高救援安全性、減少人員傷亡具有重要意義。
整機(jī)結(jié)構(gòu)及性能
整機(jī)采用48V防爆鋰電池及電源管理系統(tǒng)供電，底盤驅(qū)動(dòng)采用48V直流伺服電機(jī)，配合直角行星減速機(jī)，帶剎車。克里斯蒂懸掛，左右獨(dú)立各12組避震，履帶采用撥齒式高強(qiáng)度耐高溫阻燃橡膠內(nèi)嵌凱夫拉纖維和芯筋。上裝搭載消防水炮、熱成像儀、有毒有害氣體探測器、溫濕度變送器、攝像機(jī)、拾音器等。整機(jī)防爆等級(jí)ExdibmbⅡB+H2T6Gb+ExcⅡBT6Gb/ExtDibDmbDA21IP65T80℃。
1-TFT水炮2-噴淋裝置3-紅外攝像頭4-六合一氣體傳感器5-升降裝置6-數(shù)傳、圖傳天線7-熱成像攝像頭8-避障傳感器9-報(bào)警燈10-防爆燈11-牽引裝置
底盤參數(shù)
序號(hào)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)要求1外形尺寸長≤1870寬≤950高≤14502最小離地間隙≤7504最大越障高度≥706側(cè)傾穩(wěn)定角≥10008直行速度≥1.559直行跑偏量≤180011制動(dòng)距離≤0.1512整機(jī)牽引力≥4.513云臺(tái)性能初始高度≥1400舉升后高度≥190014噴淋降溫裝置有15防傾覆功能有16防碰撞功能有17通信功能有18聲光報(bào)警功能有19防水性能要求有IP6720消防機(jī)器人持續(xù)工作時(shí)間≥5小時(shí)21照明功能有22200km可靠性試驗(yàn)符合23負(fù)載能力約100kg；24額定扭矩約573NM25拖著水帶能力2條80水帶100米26行駛控制方式無線控制、冗余控制水炮參數(shù)
工作壓力范圍水≥75泡沫混合液≥70流量最大噴霧角俯角≤-15仰角≥+90回轉(zhuǎn)角-120～+160上裝參數(shù)
紅外攝像頭：SONY機(jī)芯，智能環(huán)三維方向可調(diào)設(shè)計(jì)，5-15米紅外燈自動(dòng)開啟，4mm鏡頭，800TVL，材質(zhì)304不銹鋼，防護(hù)等級(jí)IP68，用作觀察設(shè)備周圍的環(huán)境。
紅外熱成像儀：分辨率384*288、焦距10mm、測溫范圍20～600℃、精度2%、水平視場角37.4°、垂直視場角20°、熱源探測300米～400米。
避障傳感器UST-05LN：防止底盤運(yùn)行時(shí)碰撞障礙物。檢測區(qū)域?yàn)?50度扇面的避障傳感器。
快遞分揀機(jī)器人原理便攜式多種氣體檢測儀E6000：檢測火災(zāi)現(xiàn)場CO、CO2、O2、H2S、NH4、CH4等有毒、有害氣體濃度，并報(bào)警。其他氣體可選。
防爆溫濕度傳感器：檢測機(jī)器人周圍環(huán)境溫濕度，測溫范圍-20～+80℃，濕度0～100%RH。
防爆拾音器(選裝)：用于搜集火災(zāi)現(xiàn)場聲音信息，監(jiān)聽面積60平方米。
防爆擴(kuò)音器(選裝)：用于火災(zāi)現(xiàn)場搜救時(shí)喊話，阻抗8歐姆，功率20W。
遙控箱
語音雙向功能：當(dāng)設(shè)備在危險(xiǎn)區(qū)域，可通過喊話提醒設(shè)備周圍人員，同時(shí)拾取設(shè)備周圍聲音，通知遠(yuǎn)處的操控人員。
圖像穩(wěn)定傳輸：將現(xiàn)場周圍的環(huán)境圖像穩(wěn)定的呈現(xiàn)給遠(yuǎn)處的操控人員。
數(shù)傳雙向功能：可實(shí)時(shí)的顯示電池內(nèi)部的各種信息，例如單體電池的溫度、電壓、總電流等;實(shí)時(shí)顯示機(jī)器人狀態(tài)、機(jī)器人內(nèi)外溫度、底盤傾斜度、有毒有害氣體濃度報(bào)警信息等;控制機(jī)器人前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)向等運(yùn)動(dòng);控制水炮做上、下、左、右、直流、霧化、自擺動(dòng)等動(dòng)作。
大容量電池：一次充電后工作時(shí)間3個(gè)小時(shí)以上。
消防偵察防爆機(jī)器人
消防偵察防爆機(jī)器人采用履帶式底盤、可搭載有毒有害氣體探測器、溫濕度變送器、攝像機(jī)、拾音器等不同上裝，代替消防救援人員進(jìn)入易燃、易爆、有毒、缺氧、濃煙等危險(xiǎn)災(zāi)害事故現(xiàn)場進(jìn)行探測、救援，有效的解決消防人員在上述場所面臨的人身安全、數(shù)據(jù)信息采集不足等問題。尤其適用于石化、燃?xì)獾纫妆h(huán)境，對提高救援安全性、減少人員傷亡具有重要意義。
整機(jī)結(jié)構(gòu)
整機(jī)采用48V防爆鋰電池及電源管理系統(tǒng)供電，底盤驅(qū)動(dòng)采用48V直流伺服電機(jī)，配合直角行星減速機(jī)，帶剎車。克里斯蒂懸掛，左右獨(dú)立各12組避震，履帶采用撥齒式高強(qiáng)度耐高溫阻燃橡膠內(nèi)嵌凱夫拉纖維和芯筋。上裝搭載有毒有害氣體探測器、溫濕度變送器、攝像機(jī)、拾音器等。整機(jī)防爆等級(jí)ExdibⅡB+H2T6Gb+ExcⅡBT6Gb/ExtDibDA21IP65T80℃
底盤參數(shù)
序號(hào)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)要求外形尺寸長≤1600寬≤950高≤1450升降桿舉升后高度≥1900最小離地間隙≤650最大越障高度≥70側(cè)傾穩(wěn)定角≥1000直行速度≥1.55直行跑偏量≤1780制動(dòng)距離≥4防傾覆功能有防碰撞功能有防水性能要求有IP67消防機(jī)器人持續(xù)工作時(shí)間≥5小時(shí)200km可靠性試驗(yàn)符合負(fù)載能力約160KG額定扭矩約573NM行駛控制方式無線控制上裝參數(shù)
紅外攝像頭：SONY機(jī)芯，智能環(huán)三維方向可調(diào)設(shè)計(jì)，5-15米紅外燈自動(dòng)開啟，4mm鏡頭，800TVL，材質(zhì)304不銹鋼，防護(hù)等級(jí)IP68，用作觀察設(shè)備周圍的環(huán)境。
360°回轉(zhuǎn)云臺(tái)紅外防爆攝像頭：304不銹鋼材質(zhì)，防護(hù)等級(jí)IP68，低照度紅外自動(dòng)開啟，紅外夜視距離30～100米，原裝海康一體機(jī)芯，36倍光學(xué)變倍，焦距為3.3mm～119mm，水平解析度700TVL(彩色)，720TVL(黑白)，水平連續(xù)旋轉(zhuǎn)360°，俯仰±90°，自動(dòng)聚焦，內(nèi)置全解碼功能。
中國分揀機(jī)器人排名避障傳感器UST-05LN：防止底盤運(yùn)行時(shí)碰撞障礙物。檢測區(qū)域?yàn)?50度扇面的避障傳感器。
便攜式多種氣體檢測儀E6000：檢測火災(zāi)現(xiàn)場CO、CO2、O2、H2S、NH4、CH4等有毒、有害氣體濃度，并報(bào)警。其他氣體可選。
防爆溫濕度傳感器：檢測機(jī)器人周圍環(huán)境溫濕度，測溫范圍-20～+80℃，濕度0～100%RH。
防爆拾音器：用于搜集火災(zāi)現(xiàn)場聲音信息，監(jiān)聽面積60平方米。
防爆擴(kuò)音器(選裝)：用于火災(zāi)現(xiàn)場搜救時(shí)喊話，阻抗8歐姆，功率20W。
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