灭火机器人

灭火机器人

机器人这个概念早已家喻户晓,它是自动执行工作的机器装置,可以协助或者取代人类从事多种工作。由机器人来代替人类在危险的工作环境中工作,尤其是特殊紧急险情等危害公共安全时,机器人发挥着越来越重要的作用。本文仅就消防机器人在国内外的发展现状做简要介绍,并对消防机器人在实际中的应用及改进方向做较为详尽的阐述,供广大同仁参考。

“机器人”一词问世以来,一直成为高科技高尖端的代名词。世界发达国家均在机器人的研发上投入大量的人力财力。机器人是自动执行工作的机器装置,可以协助或者取代人类从事多种工作。近年来,机器人已经在很多国家的多个行业逐步代替了手工,是人力资源匮乏国家解决劳动力问题的上佳选择。而由机器人来代替人类在危险的工作环境中工作,尤其是危害公共安全的火灾、毒气、爆炸等特殊紧急险情时,机器人发挥着越来越重要的作用。消防事业直接服务于经济建设,高科技的消防技术直接有利于我国经济的发展,现在消防机器人的诞生把消防工作推向了一个新的局面。

１消防机器人的分类及主要的技术特征

机器人是凭借其本身所产生的动力,以及控制的能力,去达到一种既定的功能,并且能够移动,可以达到对某些特定动作的实现。消防机器人属于特种机器人大家族中的一种,它的应用将大大提高消防部门消防工作能力。为了便于探讨,我们对于消防机器人的种类加以区分和总结,具体如下。

(1)针对控制方式而言,自适应消防机器人,线控消防机器人、无线遥控消防机器人等是其划分的种类。

(2)针对灭火救援功能而言,其可以划分为火场侦察机器人、灭火机器人、排烟机器人、救人机器人、危险物品泄漏探测机器人、破拆机器人及多功能消防机器人。

(3)按照消防的智能化程度,其可以划分为智能化消防机器人、程序化控制消防机器人、具有感觉功能计算机辅助控制消防机器人等。

(4)针对感觉功能来说,其大体可划分为视觉消防机器人、触觉消防机器人、嗅觉消防机器人、温感消防机器人、烟感消防机器人等。

２国外消防机器人的发展现状

一些发达国家把研究与开发消防机器人列入国家技术发展规划,将它作为经济发展的一个重要保证。从国际上看,依次是美国、前苏联、英国、德国、法国、日本等开展消防机器人的研究。美国研制的消防机器人,外部使用系统驱动履带车轮模块,顶部利用碳纤外壳保护,履带车轮驱动平台的设置使它可以越过较大的、沟、台阶和路阶等障碍物。更巧妙的是它能够能一边喷水灭火,一边破拆作业。

蛇形消防机器人可以爬行,尤其在楼梯边沿,另外,一些比较不厚实的墙壁也是其可以穿越的对象,此种机器人与消防水带连接,牵着消防水带进入消防员没有办法进入的区域进行灭火工作。这种类型的机器人是挪威经济科技发展的一个新的突破。

意大利开发了一种新型消防机器人,该机器人可替代消防人员执行危险任务, 更重要的是它能够深入到火灾现场的严重区域进行探测并完成灭火任务。

另外,还有一种型号的机器人,具备自动行驶的特别功能,这是日本在20世纪80年代研制出来的,现在日本又研制出新的可屈伸爬行的救灾机器人、能开电梯能巡视还可灭火的保安机器人。

３我国消防机器人的发展现状

我国机器人的研制工作始于20世纪70年代。随着其进一步的发展,国防机器人研制已演变成为一种项目,推动着高新科技的发展。与

此同时,各地区中一批不同性能、不同类型的消防机器人应运而生,如在上海、安徽、抚顺等都出现了其研发的消防机器人,且遥控灭火消防车的出现亦不足为奇。由此可以看出,我国消防机器人的发展已取得长足的发展和进步。在现阶段,我国的消防机器人具备以下特征。

(1)自动爬楼多功能灭火机器人等消防机器人诞生,实现机器人真正意义上的爬楼梯。即消防机器人既能够上楼,又能够下楼,独有的防倾翻技术使消防机器人上下爬坡坡度小于35°。

(2)大功率的消防装备能够在消防机器人上安装并很好地配合使用是当前机器人发展的又一巨大进步。由于消防装备的安装空间与动力源的体积密不可分,若减小动力源的体积,使消防装备的安装空间得以增加,且将其自量减轻,会收到一种良好的效果,如果可以采用低碳环保的动力源,更是一种非常不错的选择。

(3)各个部件及装备都遵循了世界先进的设计理念及施工要求,对于可优化的部位都进行了最新的设计,达到排烟、驱动等核心内容的最合理化利用,使其性能达到最优。如,其底座虽

然只有不到1m2面积,但是总排烟量可接近每小时200000m3。

(4)通常,在火灾现场,对于火场进行监控和侦查操控十分必要,科学合理的操控系统更是必不可少,且消防机器人在自身防护方面也做得十分到位,其上安装的一些部件,在强烈的火势下亦可以实现对高温的抵抗作用,从而有效地保障自身安全,从这个角度而言,消防机器人在灭火救援时具有非常强大的实际运用功能,推动着其功能走向健全和完善。

４机器人在消防中的应用

４．１应用背景

根据相关资料显示,在过去的四五年内,我国消防官兵在执行火灾抢险救援时伤亡惨重,对于消防工作的进一步展开带来了不利,由此我们可以看出,消防官兵在执行灭火救援任务时要承担很大的风险。所以,公安消防部队面对的火灾和抢险救援形势日趋是十分繁重、复杂的工作。４．２消防机器人的长处与不足

任何事物都建有利弊,消防机器人同样如此。具体如下。(1)消防机器人的长处:消防机器人的研制是多种先进技术的结合体,它采用了当前的一些高新技术,如电子技术、人工智能技术等。鉴于其研发的基础较好,它在一些数据处理、救援工作中的作用是突出的,其同时所带来的效益或者说益处是显而易见的,它的高度智能化、不可损伤性、重复使用率等也是其他仪器设备所无法达到的。因此,做好消防机器人的维护与保养,使其在不断的事故现场或者救援工作中最大限度的发挥其独特的优势。

(2)消防机器人的缺陷:众所周知,高新技术及多种先进理念对于机器人研发的重要意义,且这个高新技术的结合体自身结构相对复杂,在研制时耗费较大,不仅在资金上,同时在研制时间上也拉长了战线,使得研制过程更为复杂和漫长,因而,在价格上会有大幅度的提升。另外,更为关键的是其在使用和维护保养的过程中,面临愈加复杂的知识技能架构,对于使用者和维护者的专业技能要求更加苛刻,同时也会加大使用与维护的费用。

４．３消防机器人的应用范围

(1)可在高层建筑中开展作业:一般而言,高层建筑建设过程中为达到相应的效果,运用了大量的可燃物,如果有意外发生火灾,其必然会致使大火蔓延,建筑荷载增大。大多高层建筑物建筑层数较多,在建造过程中,一些功能的设置,或者是形式的要求都会对火灾事故发生时的救援与灭火工作增加不同程度上的难度,消防机器人的诞生恰恰为解决这一问题提供了方便,在日后消防机器人在高层建筑中开展作业还是具有无限的发展潜力的。

(2)隧道、地铁等突发事件时作业:隧道、地铁等突发事件不可避免,对于这一问题的解决,在地铁电气及其动力设备的绝缘方面具有较高的要求,另外一些应急照明设备、地铁站台屏蔽封闭门等都应当加以完善,并预先制定一定的日期,按期做好其维修与更新工作。对于此项工作的完成消防机器人亦是最优的选择。

(3)地下建筑以及密闭空间中作业:通常在地下建筑发生火灾时,容易产生烟气积聚、高温持续不下的现象,此时如果消防员亲身进入火场进行救火工作,容易造成人员伤亡事故的发生。然而,随着消防机器人的成功研制,这一问题很快便可以得以解决,在地下建筑或者一些密闭空间内进行救火工作时,可以采用消防机器人进入火场进行救援的方法,如此一来,既能顺利有效地扑灭大火,同时又减免了人员伤亡事故的发生。

５结语

目前消防机器人正朝着智能化、专业化的方向发展。一方面,消防机器人会越来越便捷、灵巧,可以从事更精细的工作。例如,消防机器人可以通过无线人工控制,同时能够根据火灾现场的情况,在无人操控的情况下做出随机应变的反应。另一方面,由于火灾情况的难以确定性,我们利用同一种消防机器人来解决各种各样的问题是不可能的,消防机器人的应用将将会越来越多样化、团队化。我们应结合现有的技术基础,考虑资金支持情况,利用好各个部门对于机器人研制时所能发挥的重大力量,尤其对于一些遥遥领先的消防机器人生产企业更应当加大投入与支持的力度,并及时做好与各国先进机器人生产技能的交流,必要时可建立长足的合作关系,从而更加有利于大幅度提升我国的消防机器人生产水平、应用水平和战术应用水平。

参考文献

[1]中华人民共和国公安部消防局.新中国消防50年.中央文献.[2]吴启鸿.新世纪消防科学技术展望[J].山东消防,2001.[3]朱承华.新世纪消防工作发展趋势.