隨著社會經濟的迅猛發展，尤其是最近幾年，許多地區大量高層建筑、地下建筑和大型石化企業不斷涌現，由于這些建筑和企業生產的特殊性，導致化學危險品和放射性物質泄漏以及燃燒、爆炸、坍塌的事故隱患增加，事故發生的概率也相應提高。

一旦發生災害事故，消防員面對高溫、黑暗、有毒和濃煙等危害環境時，若沒有相應的設備貿然沖進現場，不僅不能完成任務，還會徒增人員傷亡，這方面公安消防部隊已歷經諸多血的教訓。尤其是當新消防法出臺后，搶險救援已成為公安消防部隊的法定任務，面對新時期面臨的新情況新任務，也為了更好地解決前述難題，消防機器人的配備顯得日益重要。

消防機器人作為特種機器人的一種，在滅火和搶險救援中愈加發揮舉足輕重的作用。各種大型石油化工企業、隧道、地鐵等不斷增多，油品燃氣、毒氣泄漏爆炸、隧道、地鐵坍塌等災害隱患不斷增加。此類災害具有突發性強、處置過程復雜、危害巨大、防治困難等特點，已成頑疾。消防機器人能代替消防救援人員進入易燃易爆、有毒、缺氧、濃煙等危險災害事故現場進行數據采集、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、數據信息采集不足等問題。現場指揮人員可以根據其反饋結果，及時對災情作出科學判斷，并對災害事故現場工作作出正確、合理的決策。

消防機器人的發展歷史

機器人自60年代初問世以來，經歷40余年的發展，己取得長足進步，社會各行各業皆可見其身影。

國際上較早開展消防機器人研究的是美國和前蘇聯，稍后，英國、日本、法國、德國等國家也紛紛開始研究該類技術。目前已有很多種不同功能的消防機器人用于救災現場。

日本的消防機器不僅技術引領全球，而且數量也全球之冠。相應的，其投入應用的消防機器人也最多。從1986年日本東京消防廳首次在滅火中采用了“彩虹5號”消防機器人后，消防機器人就逐漸在滅火救災領域得到廣泛的應用，消防機器人技術也得到快速的發展。截至目前，消防機器人已經穩步向第三代高端智能機器人前進。

美國的消防機器人亦處于技術頂點位置，其開發的消防機器人已具備較為成熟第三代功能。

消防機器人在火災和應急救援中的作用

消防機器人作為代替消防員進入危險復雜環境的特殊裝備，必須具有以下幾個功能。

移動功能

在消防機器人分類中已經闡述過，可依據當地實際情況采用履帶式或者輪式，從災害事故現場的實際情況考慮，消防機器人的移動載體須具有較強的越野能力和一定的自適應能力，能夠自行判斷并翻越障礙，自主分析現場情況，能夠完成攀爬一定角度的樓梯等復雜功能。

探測功能

消防機器人可以根據災害事故現場情況依賴于各種電子元器件進行探測，裝載攝像頭可將現場情況通過通信網絡實時傳輸給后方系統處理，同時有賴于各種傳感器。主要分為兩類：一類是內部傳感器，用來探測在災害事故現場中消防機器人自身狀態參數，反饋給中央大腦DSP，進行合理的路徑規劃，并根據災害事故現場情況合理安排，使消防機器人有序開展工作。另一類是外部傳感器，用來探測災害事故現場的各項數據(障礙物情況、火場溫度、輻射熱強度、有毒氣體或者可燃氣體種類和濃度和氧氣含量等)，為后方處理系統提供原始數據。

控制處理通信功能

由于DSP在處理數字信息方面與單片機相比具有無可比擬的優勢，因此，消防機器人普遍采用DSP作為信息處理大腦。而控制處理通信主要由三個方面組成：

一是消防機器人內部處理系統。通過各種傳感器探測災害事故現場實際數據，DSP對原始數據進行分析處理。

二是通信網絡。可以利用公安消防部隊自身的三級組網進行數據傳輸;也考慮到技術成熟的關系，可以利用公眾的2.5代GPRS或者2.75代EDGE網絡。以及可直接采用3G網絡進行遠程無線數據通信，并能實施雙工乃至多工通信;另一方法便是線控。

防腐蝕、防爆功能

正因為消防機器人代替消防員進入危險復雜的災害事故現場，必須考慮到其電子元器件、機械材料等構建承受腐蝕、高溫、粉塵、濃煙等惡劣環境的能力，對其關鍵部位進行防腐蝕、防爆處理，保證其處于穩定工作狀態，以確保順利完成任務。

消防功能

這也是消防機器人的最主要功能。通過消防機器人前期準備準備工作，現場指揮員根據后方輔助決策系統提供信息，并根據其個人歷來滅火和搶險救援經驗，作出正確判斷，發出遙控指令，指揮消防機器人進行現場處置。

消防機器人的主要種類

從主要功能上可分為:

(1)滅火機器人;(2)火場偵察機器人;(3)危險物品泄漏探測機器人;(4)破拆機器人;(5)救人機器人;(6)多功能消防機器人等。

從行走方式可分為:

(1)輪式行走消防機器人;(2)履帶式行走消防機器人;(3)履帶輪式行走消防機器人等。

從控制方式上可分為:

(1)線控消防機器人;(2)無線遙控消防機器人;(3)自適應消防機器人等。

從智能化程度上可分為:

(1)程序化控制消防機器人;(2)具有感覺功能計算機輔助控制消防機器人;(3)智能化消防機器人等。

從感覺功能上可分為:

(1)視覺消防機器人;(2)嗅覺消防機器人;(3)溫感消防機器人;(4)煙感消防機器人;(5)觸覺消防機器人等。

消防機器人的特點

優點

1、無生命損傷性。消防機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復雜的環境時，在人力所不及之處可充分發揮其作用，大大減少消防人員傷亡。如若配備消防機器人，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、可重復使用性。消防機器人作為一種特殊武器裝備，在細心維護保養的同時，可反復多次使用，發揮其效能。

3、人工智能性。現代機器人是人工智能、神經網絡、計算機技術、自動控制、電力電子、模糊控制和機械工業等高端學科的結合體。而消防機器人作為特種機器人的一種，更是揉合了各項高新技術成果，機器人已是反應國家的技術先機與否的標志之一。各國政府技術部門、公司針對消防員面臨日趨復雜的應急救援的環境，在目前人工智能已成熟的前提下，結合了其他各項高新技術，針對特殊情況開發出具有針對性的消防機器人。可根據現場實際情況，自主判斷實際危險情況來源，進行數據收集、處理、傳輸反饋、滅火等工作。

缺點

1、維護保養復雜。由于消防機器人屬于高新技術的結合體，對操控、維護保養人員有一定的要求，專業方面要求有一定的知識，要定期舉行專業人員培訓，尤其是電子元件，或可能受到潮濕、濃煙和灰塵等影響，需要一定的維護保養知識基礎。

2、造價高昂。由于消防機器人屬于高等學科知識和各項先進高新技術的集合體，研制時間較長，研制經費較高，且生產數量并不多，造成價格普遍昂貴，不能大量配備消防部隊。同時，各地區經濟發展不平衡，政府財政撥出能力有限，也是其不能大量配備消防部隊的重要原因之一。

消防滅火偵察防爆機器人

消防滅火偵察防爆機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、拾音器等不同上裝，代替消防救援人員進入易燃、易爆、有毒、缺氧、濃煙等危險災害事故現場進行探測、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、數據信息采集不足等問題。尤其適用于石化、燃氣等易爆環境，對提高救援安全性、減少人員傷亡具有重要意義。

整機結構及性能

整機采用48V防爆鋰電池及電源管理系統供電，底盤驅動采用48V直流伺服電機，配合直角行星減速機，帶剎車。克里斯蒂懸掛，左右獨立各12組避震，履帶采用撥齒式高強度耐高溫阻燃橡膠內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、拾音器等。整機防爆等級Ex d ib mbⅡB+H2 T6 Gb+ Ex cⅡB T6 Gb/Ex tD ibD mbD A21 IP65 T80℃。

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-數傳、圖傳天線 7-熱成像攝像頭 8-避障傳感器 9-報警燈 10-防爆燈 11-牽引裝置

底盤參數

序號	項目	標準要求
1	外形尺寸 （mm）	長	≤1870
寬	≤950
高	≤1450
2	最小離地間隙（mm）	≥150
3	整機質量（kg）	≤750
4	最大越障高度（mm）	≥220
5	爬坡能力（%）	≥70
6	側傾穩定角（°）	≥30
7	遙控距離（m）	≥1000
8	直行速度（m/s）	≥1.55
9	直行跑偏量（%）	≤7
10	轉彎直徑（mm）	≤1800
11	制動距離（m）	≤0.15
12	整機牽引力（kN）	≥4.5
13	云臺性能	初始高度（mm）	≥1400
舉升后高度（mm）	≥1900
14	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	聲光報警功能	有
19	防水性能要求	有IP67
20	消防機器人持續工作時間	≥5小時
21	照明功能	有
22	200km可靠性試驗	符合
23	負載能力	約100kg；
24	額定扭矩	約573NM
25	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

工作壓力范圍（MPa）	1.0～1.4
射程（m）	水	≥75
泡沫混合液	≥70
流量（L/s）	80×（1±6%）
最大噴霧角（°）	120
俯仰角（°）	俯角	≤-15
仰角	≥+90
回轉角（°）	-120～+160

上裝參數

紅外攝像頭：SONY機芯，智能環三維方向可調設計，5-15米紅外燈自動開啟，4mm鏡頭，800TVL，材質304不銹鋼，防護等級IP68，用作觀察設備周圍的環境。

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：防止底盤運行時碰撞障礙物。檢測區域為150度扇面的避障傳感器。

便攜式多種氣體檢測儀 E6000：檢測火災現場CO、CO2、O2、H2S、NH4 、CH4等有毒、有害氣體濃度，并報警。其他氣體可選。

防爆溫濕度傳感器：檢測機器人周圍環境溫濕度，測溫范圍-20～+80℃，濕度0～100%RH。

防爆拾音器(選裝)：用于搜集火災現場聲音信息，監聽面積 60平方米。

防爆擴音器(選裝)：用于火災現場搜救時喊話，阻抗8歐姆，功率20W。

遙控箱

語音雙向功能：當設備在危險區域，可通過喊話提醒設備周圍人員，同時拾取設備周圍聲音，通知遠處的操控人員。

圖像穩定傳輸：將現場周圍的環境圖像穩定的呈現給遠處的操控人員。

數傳雙向功能：可實時的顯示電池內部的各種信息，例如單體電池的溫度、電壓、總電流等;實時顯示機器人狀態、機器人內外溫度、底盤傾斜度、有毒有害氣體濃度報警信息等;控制機器人前進、后退、轉向等運動;控制水炮做上、下、左、右、直流、霧化、自擺動等動作。

大容量電池：一次充電后工作時間3個小時以上。

消防偵察防爆機器人

消防偵察防爆機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、拾音器等不同上裝，代替消防救援人員進入易燃、易爆、有毒、缺氧、濃煙等危險災害事故現場進行探測、救援，有效的解決消防人員在上述場所面臨的人身安全、數據信息采集不足等問題。尤其適用于石化、燃氣等易爆環境，對提高救援安全性、減少人員傷亡具有重要意義。

整機結構

整機采用48V防爆鋰電池及電源管理系統供電，底盤驅動采用48V直流伺服電機，配合直角行星減速機，帶剎車。克里斯蒂懸掛，左右獨立各12組避震，履帶采用撥齒式高強度耐高溫阻燃橡膠內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、拾音器等。整機防爆等級Ex d ibⅡB+H2 T6 Gb+ Ex c ⅡB T6 Gb/Ex tD ibD A21 IP65 T80℃

底盤參數

序號	項目	標準要求
	外形尺寸 （mm）	長	≤1600
寬	≤950
高	≤1450
升降桿舉升后高度（mm）	≥1900
	最小離地間隙（mm）	≥150
	整機質量（kg）	≤650
	最大越障高度（mm）	≥220
	爬坡能力（%）	≥70
	側傾穩定角（°）	≥30
	遙控距離（m）	≥1000
	直行速度（m/s）	≥1.55
	直行跑偏量（%）	≤7
	轉彎直徑（mm）	≤1780
	制動距離（m）	≤0.15
	整機牽引力（kN）	≥4
	防傾覆功能	有
	防碰撞功能	有
	防水性能要求	有IP67
	消防機器人持續工作時間	≥5小時
	200km可靠性試驗	符合
	負載能力	約160KG
	額定扭矩	約573NM
	行駛控制方式	無線控制

上裝參數

紅外攝像頭：SONY機芯，智能環三維方向可調設計，5-15米紅外燈自動開啟，4mm鏡頭，800TVL，材質304不銹鋼，防護等級IP68，用作觀察設備周圍的環境。

360°回轉云臺紅外防爆攝像頭：304不銹鋼材質，防護等級IP68，低照度紅外自動開啟，紅外夜視距離30～100米，原裝海康一體機芯，36倍光學變倍，焦距為3.3mm～119mm，水平解析度 700TVL(彩色)，720TVL(黑白) ，水平連續旋轉360°，俯仰±90°，自動聚焦，內置全解碼功能。

避障傳感器UST-05LN：防止底盤運行時碰撞障礙物。檢測區域為150度扇面的避障傳感器。

便攜式多種氣體檢測儀 E6000：檢測火災現場CO、CO2、O2、H2S、NH4 、CH4等有毒、有害氣體濃度，并報警。其他氣體可選。

防爆溫濕度傳感器：檢測機器人周圍環境溫濕度，測溫范圍-20～+80℃，濕度0～100%RH。

防爆拾音器：用于搜集火災現場聲音信息，監聽面積 60平方米。

防爆擴音器(選裝)：用于火災現場搜救時喊話，阻抗8歐姆，功率20W。