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1、淺析消防救援機器人發(fā)展和應用分析
1 前言
從20世紀80年代初開始，我國國民經(jīng)濟迅速而穩(wěn)步增長，各類工業(yè)得到了迅速發(fā)展，但各類危險場所的火災以及由火災引發(fā)的爆炸傷人事故也隨之不斷發(fā)生，已成為現(xiàn)代火災撲救的一大難題。另外，化學危險品泄漏伴隨的毒性、腐蝕性給消防人員的自身安全帶來了嚴重的威脅，在沒有對現(xiàn)場進行充分偵檢和分析的情況下，盲目地采取行動，不僅不能取得預期的效果，而且往往會造成無辜生命的犧牲，付出慘重的代價。
2 消防人員搶險救援時的弊端
目前我國消防部隊在災害現(xiàn)場展開搶險救援戰(zhàn)斗時，首先要派偵查人員偵查災害現(xiàn)場，了解災害現(xiàn)場情況后方可作出處置決策。由于
2、采用人工偵察手段，必然存在下述問題：
(1)偵察小組(一般由2—3人組成)之間常用通訊繩作為聯(lián)絡手段，相互交流困難；
(2)消防人員在有毒、有害、缺氧、濃煙、放射性等室內(nèi)外危險災害現(xiàn)場進行偵察，有可能造成中毒、窒息等事故；
(3)消防人員在易坍塌建筑物、大型倉庫堆垛等災害現(xiàn)場進行偵察，有可能發(fā)生墜落或被坍塌物砸中，造成人身傷害事故；
(4)消防人員在進入不明情況的災害現(xiàn)場時，無法事先確定所佩戴的個人防護裝備和偵檢設備是否安全合理；
(5)消防人員配備的便攜式探測裝備數(shù)量有限，無法實時定量的探測災害現(xiàn)場各種數(shù)據(jù)參數(shù)；
(6)消防人員偵察到的現(xiàn)場情況，無法在第一時間向后方指
3、揮員報告；
(7)由于消防人員穿著防護服裝、配備防護裝備，本身負荷已較重，再要進行如清障、開關閥門、搶救遇難人員等工作具有一定困難；
(8)消防人員受環(huán)境影響及個人防護裝備的限制，在災害現(xiàn)場的滯留時間一般小于30min。
因此，研究一種實用的能替代消防救援人員遙控進入有毒、有害(非易燃易爆)、易坍塌建筑物、大型倉庫堆垛、缺氧、濃煙、放射性等室內(nèi)外危險災害現(xiàn)場進行探測的消防救援機器人，來解決有關消防人員人身安全、時間限制、數(shù)據(jù)采集量不足和不能實時反饋等問題，是非常緊迫和必須的。
消防救援機器人具有可靠的偵檢和救援功能，以及良好的機動性能，對化學、生物、放射性等危險晶的生產(chǎn)、運輸、
4、貯存和使用場所的災害預防，對有毒、有害化學物品泄漏(非易燃易爆)、易坍塌等災害現(xiàn)場的偵察和處置、易爆物品的搬運，障礙物的清除、遇難人員的搶救等工作起到重要的作用。將能替代消防人員進行現(xiàn)場搶險救援，對災害現(xiàn)場的滅火、封堵、洗消、破拆等救援作業(yè)的展開具有十分重要的作用。
3 國外消防救援機器人發(fā)展情況
消防救援機器人的研究開發(fā)及應用，日本最為領先，其次是美國、英國和俄羅斯等發(fā)達國家。國際上對消防救援機器人的研究，在控制技術上可分為三個階段：第一代是遙控消防救援機器人，第二代是具有感覺功能的計算機輔助遙控消防救援機器人，第三代是自適應智能化消防救援機器人。第一代和部分第二代消防救援機器人已開始
5、服役，但其結構和功能在各個國家都各有特點和獨到之處。目前發(fā)達國家正在加快開發(fā)不同功能的第二代實用型消防救援機器人，而第三代智能型消防救援機器人尚在探索之中，日本、美國和英國已開始進入預研和論證階段。
日本的救護機器人于1994年第一次投入使用。圖1中的機器人能夠將受傷人員轉移到安全地帶。機器人長4m，寬1．74m，高1．89m，重3860kg。它裝有橡膠履帶，最高速度為4km／h。它有信息收集裝置，如電視攝像機、易燃氣體檢測儀、超聲波探測器等；具有2只機械手，最大抓舉力為90kg。機械手可將受傷人員舉起送到救護平臺上。
4 消防救援機器人主要結構
消防救援機
6、器人主要由行走系、機械手、救援拖斗和電液控制系統(tǒng)等結構組成。
4.1 行走系
行走系一般分為履帶行走系和輪胎行走系兩種，本文就履帶行走系作一個簡單的介紹。履帶行走系包括機架、行走裝置和懸掛三大部分。
機架是整機的骨架，用來安裝所有的總成和部件，使整機成為一個整體。行走裝置是用來支撐機體，把發(fā)動機的動力傳到驅動輪上的驅動扭矩和旋轉運動轉為消防救援機器人工作與行駛所需的驅動力和前、后運動。懸架是機架和行走裝置之間互相傳力的連接裝置。履帶行走裝置由履帶、驅動輪、支重輪、托輪、引導輪和履帶張緊裝置等組成，驅動輪通過液壓馬達驅動，當驅動輪被最終傳動二級被動齒輪帶動時，其輪齒拉緊履帶，地面立即產(chǎn)生了作用在履帶上的反作用力，使整機對地面產(chǎn)生前或向后的運動，整機也隨之運動。履帶行走裝置比輪胎的接地面積大，接地比壓小。履帶所支撐的整機重量都是附著重量，而且在履帶的支撐面上大多制有履刺，可增加摩擦力，因此比輪胎式行走裝置的附著牽引性能和通過性能都有所提高，具有良好的越野性能。
淺析消防救援機器人發(fā)展和應用分析
