摘要:機器人這個概念早已家喻戶曉,它是自動執(zhí)行工作的機器裝置,可以協(xié)助或者取代人類從事多種工作。由機器人來代替人類在危險的工作環(huán)境中工作,尤其是特殊緊急險情等危害公共安全時,機器人發(fā)揮著越來越重要的作用。本文僅就消防機器人在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀做簡要介紹,并對消防機器人在實際中的應(yīng)用及改進方向做較為詳盡的闡述,供廣大同仁參考。
關(guān)鍵詞:消防機器人 國外發(fā)展 應(yīng)用研究
中圖分類號:TP242 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)01(b)-0219-02
“機器人”一詞問世以來,一直成為高科技高尖端的代名詞。世界發(fā)達國家均在機器人的研發(fā)上投入大量的人力財力。機器人是自動執(zhí)行工作的機器裝置,可以協(xié)助或者取代人類從事多種工作。近年來,機器人已經(jīng)在很多國家的多個行業(yè)逐步代替了手工,是人力資源匱乏國家解決勞動力問題的上佳選擇。而由機器人來代替人類在危險的工作環(huán)境中工作,尤其是危害公共安全的火災(zāi)、毒氣、爆炸等特殊緊急險情時,機器人發(fā)揮著越來越重要的作用。消防事業(yè)直接服務(wù)于經(jīng)濟建設(shè),高科技的消防技術(shù)直接有利于我國經(jīng)濟的發(fā)展,現(xiàn)在消防機器人的誕生把消防工作推向了一個新的局面。
1 消防機器人的分類及主要的技術(shù)特征
機器人是憑借其本身所產(chǎn)生的動力,以及控制的能力,去達到一種既定的功能,并且能夠移動,可以達到對某些特定動作的實現(xiàn)。消防機器人屬于特種機器人大家族中的一種,它的應(yīng)用將大大提高消防部門消防工作能力。為了便于探討,我們對于消防機器人的種類加以區(qū)分和總結(jié),具體如下。
(1)針對控制方式而言,自適應(yīng)消防機器人,線控消防機器人、無線遙控消防機器人等是其劃分的種類。
(2)針對滅火救援功能而言,其可以劃分為火場偵察機器人、滅火機器人、排煙機器人、救人機器人、危險物品泄漏探測機器人、破拆機器人及多功能消防機器人。
(3)按照消防的智能化程度,其可以劃分為智能化消防機器人、程序化控制消防機器人、具有感覺功能計算機輔助控制消防機器人等。
(4)針對感覺功能來說,其大體可劃分為視覺消防機器人、觸覺消防機器人、嗅覺消防機器人、溫感消防機器人、煙感消防機器人等。
2 國外消防機器人的發(fā)展現(xiàn)狀
一些發(fā)達國家把研究與開發(fā)消防機器人列入國家技術(shù)發(fā)展規(guī)劃,將它作為經(jīng)濟發(fā)展的一個重要保證。從國際上看,依次是美國、前蘇聯(lián)、英國、德國、法國、日本等開展消防機器人的研究。美國研制的消防機器人,外部使用系統(tǒng)驅(qū)動履帶車輪模塊,頂部利用碳纖外殼保護,履帶車輪驅(qū)動平臺的設(shè)置使它可以越過較大的、溝、臺階和路階等障礙物。更巧妙的是它能夠能一邊噴水滅火,一邊破拆作業(yè)。
蛇形消防機器人可以爬行,尤其在樓梯邊沿,另外,一些比較不厚實的墻壁也是其可以穿越的對象,此種機器人與消防水帶連接,牽著消防水帶進入消防員沒有辦法進入的區(qū)域進行滅火工作。這種類型的機器人是挪威經(jīng)濟科技發(fā)展的一個新的突破。
意大利開發(fā)了一種新型消防機器人,該機器人可替代消防人員執(zhí)行危險任務(wù),
更重要的是它能夠深入到火災(zāi)現(xiàn)場的嚴重區(qū)域進行探測并完成滅火任務(wù)。
另外,還有一種型號的機器人,具備自動行駛的特別功能,這是日本在20世紀80年代研制出來的,現(xiàn)在日本又研制出新的可屈伸爬行的救災(zāi)機器人、能開電梯能巡視還可滅火的保安機器人。3我國消防機器人的發(fā)展現(xiàn)狀
我國機器人的研制工作始于20世紀70年代。隨著其進一步的發(fā)展,國防機器人研制已演變成為一種項目,推動著高新科技的發(fā)展。與此同時,各地區(qū)中一批不同性能、不同類型的消防機器人應(yīng)運而生,如在上海、安徽、撫順等都出現(xiàn)了其研發(fā)的消防機器人,且遙控滅火消防車的出現(xiàn)亦不足為奇。由此可以看出,我國消防機器人的發(fā)展已取得長足的發(fā)展和進步。在現(xiàn)階段,我國的消防機器人具備以下特征。
(1)自動爬樓多功能滅火機器人等消防機器人誕生,實現(xiàn)機器人真正意義上的爬樓梯。即消防機器人既能夠上樓,又能夠下樓,獨有的防傾翻技術(shù)使消防機器人上下爬坡坡度小于35°。
(2)大功率的消防裝備能夠在消防機器人上安裝并很好地配合使用是當(dāng)前機器人發(fā)展的又一巨大進步。由于消防裝備的安裝空間與動力源的體積密不可分,若減小動力源的體積,使消防裝備的安裝空間得以增加,且將其自量減輕,會收到一種良好的效果,如果可以采用低碳環(huán)保的動力源,更是一種非常不錯的選擇。
(3)各個部件及裝備都遵循了世界先進的設(shè)計理念及施工要求,對于可優(yōu)化的部位都進行了最新的設(shè)計,達到排煙、驅(qū)動等核心內(nèi)容的最合理化利用,使其性能達到最優(yōu)。如,其底座雖然只有不到lm2面積,但是總排煙量可接近每小時200000m3。
(4)通常,在火災(zāi)現(xiàn)場,對于火場進行監(jiān)控和偵查操控十分必要,科學(xué)合理的操控系統(tǒng)更是必不可少,且消防機器人在自身防護方面也做得十分到位,其上安裝的一些部件,在強烈的火勢下亦可以實現(xiàn)對高溫的抵抗作用,從而有效地保障自身安全,從這個角度而言,消防機器人在滅火救援時具有非常強大的實際運用功能,推動著其功能走向健全和完善。
4 機器人在消防中的應(yīng)用
4.1 應(yīng)用背景
根據(jù)相關(guān)資料顯示,在過去的四五年內(nèi),我國消防官兵在執(zhí)行火災(zāi)搶險救援時傷亡慘重,對于消防工作的進一步展開帶來了不利,由此我們可以看出,消防官兵在執(zhí)行滅火救援任務(wù)時要承擔(dān)很大的風(fēng)險。所以,公安消防部隊面對的火災(zāi)和搶險救援形勢日趨是十分繁重、復(fù)雜的工作。
4.2 消防機器人的長處與不足
任何事物都建有利弊,消防機器人同樣如此。具體如下。
(1)消防機器人的長處:消防機器人的研制是多種先進技術(shù)的結(jié)合體,它采用了當(dāng)前的一些高新技術(shù),如電子技術(shù)、人工智能技術(shù)等。鑒于其研發(fā)的基礎(chǔ)較好,它在一些數(shù)據(jù)處理、救援工作中的作用是突出的,其同時所帶來的效益或者說益處是顯而易見的,它的高度智能化、不可損傷性、重復(fù)使用率等也是其他儀器設(shè)備所無法達到的。因此,做好消防機器人的維護與保養(yǎng),使其在不斷的事故現(xiàn)場或者救援工作中最大限度的發(fā)揮其獨特的優(yōu)勢。
(2)消防機器人的缺陷:眾所周知,高新技術(shù)及多種先進理念對于機器人研發(fā)的重要意義,且這個高新技術(shù)的結(jié)合體自身結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜,在研制時耗費較大,不僅在資金上,同時在研制時間上也拉長了戰(zhàn)線,使得研制過程更為復(fù)雜和漫長,因而,在價格上會有大幅度的提升。另外,更為關(guān)鍵的是其在使用和維護保養(yǎng)的過程中,面臨愈加復(fù)雜的知識技能架構(gòu),對于使用者和維護者的專業(yè)技能要求更加苛刻,同時也會加大使用與維護的費用。
4.3 消防機器人的應(yīng)用范圍
(1)可在高層建筑中開展作業(yè):一般而言,高層建筑建設(shè)過程中為達到相應(yīng)的效果,運用了大量的可燃物,如果有意外發(fā)生火災(zāi),其必然會致使大火蔓延,建筑荷載增大。大多高層建筑物建筑層數(shù)較多,在建造過程中,一些功能的設(shè)置,或者是形式的要求都會對火災(zāi)事故發(fā)生時的救援與滅火工作增加不同程度上的難度,消防機器人的誕生恰恰為解決這一問題提供了方便,在日后消防機器人在高層建筑中開展作業(yè)還是具有無限的發(fā)展?jié)摿Φ摹?br/> (2)隧道、地鐵等突發(fā)事件時作業(yè):隧道、地鐵等突發(fā)事件不可避免,對于這一問題的解決,在地鐵電氣及其動力設(shè)備的絕緣方面具有較高的要求,另外一些應(yīng)急照明設(shè)備、地鐵站臺屏蔽封閉門等都應(yīng)當(dāng)加以完善,并預(yù)先制定一定的日期,按期做好其維修與更新工作。對于此項工作的完成消防機器人亦是最優(yōu)的選擇。
(3)地下建筑以及密閉空間中作業(yè):通常在地下建筑發(fā)生火災(zāi)時,容易產(chǎn)生煙氣積聚、高溫持續(xù)不下的現(xiàn)象,此時如果消防員親身進入火場進行救火工作,容易造成人員傷亡事故的發(fā)生。然而,隨著消防機器人的成功研制,這一問題很快便可以得以解決,在地下建筑或者一些密閉空間內(nèi)進行救火工作時,可以采用消防機器人進入火場進行救援的方法,如此一來,既能順利有效地撲滅大火,同時又減免了人員傷亡事故的發(fā)生。
5 結(jié)語
目前消防機器人正朝著智能化、專業(yè)化的方向發(fā)展。一方面,消防機器人會越來越便捷、靈巧,可以從事更精細的工作。例如,消防機器人可以通過無線人工控制,同時能夠根據(jù)火災(zāi)現(xiàn)場的情況,在無人操控的情況下做出隨機應(yīng)變的反應(yīng)。另一方面,由于火災(zāi)情況的難以確定性,我們利用同一種消防機器人來解決各種各樣的問題是不可能的,消防機器人的應(yīng)用將將會越來越多樣化、團隊化。我們應(yīng)結(jié)合現(xiàn)有的技術(shù)基礎(chǔ),考慮資金支持情況,利用好各個部門對干機器人研制時所能發(fā)揮的重大力量,尤其對于一些遙遙領(lǐng)先的消防機器人生產(chǎn)企業(yè)更應(yīng)當(dāng)加大投入與支持的力度,并及時做好與各國先進機器人生產(chǎn)技能的交流,必要時可建立長足的合作關(guān)系,從而更加有利于大幅度提升我國的消防機器人生產(chǎn)水平、應(yīng)用水平和戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用水