多功能消防机器人的研究与设计

　　随着社会经济的发展，各种科技如雨后春笋般蓬勃发展起来。最引人瞩目的当属机器人了，由于其在各个领域里都有可人的表现，因此许多国家都投入了大量的资金进行研究。机器人能代替人类在一些特别危险的情况下工作，比如火灾、毒气、爆炸等危险环境。近些年来，机器人科技被越来越多的运用到消防领域中，这不仅推动了消防事业的发展，也给消防官兵在火灾救援中提供了很大的便利，大大减少了消防官兵的伤亡数量。

　　一、多功能消防机器人的科技内容

　　火灾已经成为威胁人民生命和财产安全的一大难题，且在各个媒体报道中屡次出现消防人员牺牲的情况。多功能消防机器人的问世，在一定程度上能避免这些事故的发生。多功能消防机器人是在原有的消防机器人的基础上进行创新和升级而来的，其主要特点是在底盘上采用履带式的底盘，而不采用轮式底盘构造，因为履带式的底盘更能适应各种路况，而且越野性能强，并参照坦克的履带结构结合实际的情况而设计出了现有的橡胶式大抓力的履带底盘。这样的设计能够扩大消防机器人的应用领域，尤其是在一些路况复杂的环境。一些火灾由于产生了爆炸等情况，路面变得较为湿滑，这就给消防队员的搜救工作造成了很大的困难，而多功能消防机器人则可以通过其底盘的优势，为消防救援人员创造更多的救援环境使救援工作更加高效。

　　考虑到机器人本体的防水性能要高，因为在灭火的过程中机器人上方要架设水炮，水炮的密封性会导致水会溅出，所以机器人的本体要能够做到IP56，也就是说拿水管往机器人身上喷淋，都不会影响其正常工作。

　　二、多功能消防机器人的科技构成

　　控制器，控制分为水泡控制和机器人本体控制两种，控制方式分为无线控制和有线控制。采用两种控制系统，可以避免其控制系统的单一性，防止在特殊环境下某一方面因为外部原因而造成伤害影响其正常工作。机器人的本体电路控制采用无线加有线的方式，采用这种模式的好处就是在电磁干扰非常强的情况下出现用无线无法遥控，这时就采用有线模式进行遥控，由此增强了控制的稳定性。

　　通讯方式采用多频通讯，无线2.4G和5.8G的通讯方式，有线采用485通讯。在一些火灾救援现场，往往会因为地势地形和建筑物的高低，影响到通讯的问题，而多功能消防机器人采用的是无线通讯和有线通讯两种通讯方式，这能有效的解决在实战过程中出现的通讯中断的情况，为消防部门灭火救灾提供便利。

　　结构采用履带式底盘设计，利用坦克履带的设计原理来设计消防灭火机器人，增加了机器人的越野性能。坦克之所以能爬陡坡，越宽壕，涉深水，克垂壁，穿沼泽，过田野，驰骋战场无所阻挡，就是因为它有两条特殊的履带，人们常称之为坦克的“无限轨道”或坦克“自带的路”。因此，多功能消防机器人采用其原理进行设计，能弥补原有消防机器人自身存在的不足，为消防工作添砖加瓦，使消防工作顺利进行。

　　附加功能，机器人本体带有行车照明功能，行车声光报警功能及视频采集功能、气体环境探测功能。这些功能可以帮助消防人员去探测一些情况不明、光线不足或者比较危险的救援地区，并形成视频反馈给消防指挥作战人员，引导其制定更加合理的救援方案。

　　多功能消防机器人属于高端控制领域，主要在于电机的驱动及控制，结构的整体设计，外壳的防护和无线信号的传输的操作。因此，投入使用前要对操作人员进行一定的培训，使其掌握熟悉的操作程序和方法，避免操作不当而导致损坏等事故的发生。

　　三、多功能消防机器人的技术创新

　　由于传统的电池不能耐高温，所有多功能消防机器人不能采用普通仪器仪表上所用的锂电池，由此其选择的是镍氢电池来作为动力源，以此来增强机器供电系统的稳定性。多功能消防机器人的壳体采用铝合金材质优势在于能够减轻机器人自身的重量、耐腐蚀性能好。

　　机器人的控制系统启动采用软启动，以低电压低电流带动大电压大电流的启动模式，内置直流型接触器，来增大整套控制系统的稳定性及安全性。

　　无线采用双通道双频段通讯的模式，数值量传输和模拟量传输分开使用不同的频段传输。由此可增强无线的抗干扰性及无线信号量。机器人本体采用可控制自身温度的装置，当机器人进入到火场后，由于火场的热辐射很大，机器人又是离火场最近的位置，所以此时机器人本身的温度很高，由此我们的操控人员可以在后方控制机器人自身降温装置，此装置是在机器人四个角处安装喷头，机身内部内置电磁阀，有控制器通过继电器来控制电磁阀的开关量。

　　四、多功能消防机器人的保养

　　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。多功能消防机器人的保养方法很简便，只要定期充电、及时清理工作后履带上的异物(比如泥土、石子)即可。它的适用范围比较广，可用于消防部队的火灾救援、危化火灾救援、机场、会场等也可作为核发电厂长期待命配备的火灾救援装备。

　　五、结语

　　在火灾救援中如使用消防灭火机器人可减少消防官兵的伤亡情况，能缓解消防官兵的疲劳度，可代替消防官兵进入到带有易燃易爆、有毒有害的环境中执行灭火任务。消防灭火机器人的研制成功推动了消防科学技术创新，保障了公共安全，替代消防官兵去靠近火场执行救援灭火任务，有效的降低了我国消防官兵因执行灭火任务而造成的伤亡情况，并且推动了我国消防救援装备智能化的进程。同时能够快速的解决我国消防官兵成熟运用智能化设备，对于研发团体和应用团体来说都是一次质的跨越。保障火灾救援官兵的生命，对于国家和家庭来说都是无价的。

　　参考文献：

　　[1]李红伟，黄春茹.消防机器人的发展及应用研究[J].科技资讯，2012，(02).

　　[2]金中.坦克的“无线轨道”——履带[J].国外坦克，2004，(12).