爆炸隱患日益凸顯 我國消防機器人研發(fā)邁向新階段

 

　　作為20世紀人類最偉大的發(fā)明之一，機器人技術隨著人工智能技術、先進制造技術和移動互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新融合而飛速發(fā)展，機器人開始進入和改變?nèi)祟惖纳a(chǎn)、生活方式。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。而機器人作為無生命載體，代替人類在危險工作環(huán)境中工作也越來越普遍，尤其是危害公共安全的火災、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。

 

 

　　近年來，我國工業(yè)生產(chǎn)、儲運過程中涉及的易燃易爆和劇毒化學制品迅速增加，由于設備及管理等方面的原因，化學危險品和放射性物質(zhì)泄漏以及燃燒、爆炸的事故隱患越來越多。一旦發(fā)生災害事故，面臨高溫、黑暗、有毒和濃煙的危害環(huán)境，消防官兵執(zhí)行滅火救援任務時要承擔很大的風險，若貿(mào)然沖進現(xiàn)場，不僅不能完成任務，還會徒增人員傷亡。深圳清水河大爆炸、南京金陵石化火災、北京東方化工廠罐區(qū)火災、天津濱海新區(qū)物流倉庫爆炸等特大事故發(fā)生后，全國各地要求配備消防機器人的呼聲愈來愈高，尤其是在明確公安消防部隊作為處置各類化學危險品泄漏事故的主力軍之后，在我國消防部門配備消防機器人的問題就顯得更為迫切了。因此，消防機器人技術的發(fā)展將把我國的消防工作推向一個新的局面。

 

　　國內(nèi)外消防機器人技術的發(fā)展

 

　　1986年，日本東京消防廳在滅火中首次采用了“彩虹5號”機器人，此后消防機器人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(fā)展。國際上對消防機器人的研究可分為三個階段（三代），第一代—程序控制消防機器人，第二代—具備感覺功能的消防機器人，第三代—智能化消防機器人?，F(xiàn)在，工業(yè)發(fā)達國家的消防機器人已經(jīng)向第三代高端智能機器人邁進。眾所周知，日本的消防機器人不僅技術引領全球，而且數(shù)量也是全球之冠，現(xiàn)在已有很多種不同功能的消防機器人用于救災現(xiàn)場。其他發(fā)達國家如美國的消防機器人亦處于技術頂點位置，其開發(fā)的消防機器已具備較為成熟的第三代功能，歐洲消防機器人主要是非仿人形機器人，在森林火源偵察、破拆等方面都實現(xiàn)了智能化應用。現(xiàn)在，消防機器人技術的發(fā)展在眾多發(fā)達國家的機器人發(fā)展戰(zhàn)略中占有重要的一席之地。

 

　　我國消防機器人研發(fā)起步較晚，與國外的研發(fā)、領先優(yōu)勢相比，我國消防機器人產(chǎn)業(yè)的研發(fā)明顯落后于美日兩國，甚至比韓國也落后一步。1998年，上海消防科學研究所研制出我國第一臺消防機器人——自行式消防炮，標志著我國第一代消防機器人正式誕生，其技術水平達到了國際80年代中期的消防機器人水平。近年來，我國消防機器人的研制工作得到了政府有關部門的支持，國內(nèi)已有多家研究機構以及機器人企業(yè)在研制和生產(chǎn)消防機器人。但國產(chǎn)消防機器人在無線遙控領域與技術發(fā)達國家還存在很大差距。同時也沒有形成系列化產(chǎn)品，功能比較單一，多數(shù)不具備防爆功能，不能用于石化、燃氣等易爆場所，加上價格也居高不下，使得我國消防機器人的產(chǎn)銷量均不高，2014年我國消防機器人的產(chǎn)量僅僅700多臺。因此，我國消防部隊雖然于2004年就開始配備消防機器人，但主要以進口為主，德國產(chǎn)“陸虎60”雪炮車就占了很大的比例，而且多年來，消防機器人參與的滅火救援案例很少。國內(nèi)消防機器人產(chǎn)業(yè)要取得突破，需要解決以下問題：

 

　　1、消防機器人本體結構

 

　　移動性能不足是限制消防機器人實際應用的主要問題之一，如果消防機器人越障能力不強，地形適應性差，就很難到達火場，進入滅火陣地，發(fā)揮其長處便無從談起。

 

　　2、機器人產(chǎn)品功能單一

 

　　現(xiàn)有消防機器人產(chǎn)品功能單一，適合撲救的火災類型較少，特別是高層火災和石油化工火災，機器人若不具備防爆功能，無法在爆炸性場所發(fā)揮作用。

 

　　3、消防機器人造價高昂

 

　　由于目前消防機器人核心部件依靠進口，成本高，且維護保養(yǎng)復雜。國外機器人的價格更是國內(nèi)機器人的數(shù)倍，因此不能大量配備消防部隊。由此可見，掌握消防機器人核心技術，形成批量化生產(chǎn)的能力，從而降低機器人的成本，是消防機器人產(chǎn)業(yè)化過程中要解決的重大問題。

 

　　隨著中國制造2025的提出，我國機器人產(chǎn)業(yè)迎來前所未有的政策利好，2016年由工信部、發(fā)改委、財政部等三部委聯(lián)合印發(fā)的《機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020）》中，提出了機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的五項主要任務，其中消防救援機器人被列為十種重大標志性率先突破產(chǎn)品之一。在國家政策強力支持以及行業(yè)多年的技術積累下，我國消防機器人生產(chǎn)企業(yè)能否把握機遇，突破共性技術難題，是我國消防特種機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關鍵。

 

　　一款新型消防機器人

 

　　2016年10月，一款走進故宮，參與消防滅火實戰(zhàn)演練的防爆消防滅火偵察機器人成了新晉“網(wǎng)紅”。在不到10分鐘的時間內(nèi)，這款消防機器人拖拽著幾百公斤重的消防水帶，爬越臺階，快速到達模擬火源核心區(qū)域太和殿，順利完成滅火和降溫作業(yè)。（插入太和殿前消防機器人滅火圖片）。人民日報、CCTV、科技日報等權威煤體都關注報道。其實，這已不是它第一次在媒體聚焦下“秀絕活”了。自2016年初問世以來，這款機器人就在各地消防實戰(zhàn)演練中頻頻亮相，2016年8月，在國家安監(jiān)總局舉辦的第二屆全國危險化學品救援技術競賽中，6臺防爆消防滅火偵察機器人組成消防機器人編隊，對石油化工裝置發(fā)生泄漏的著火爆炸現(xiàn)場進行滅火救援，10余分種火災即被撲滅，完全實現(xiàn)在高危環(huán)境中代替消防隊員深入火海，全方位執(zhí)行偵察、滅火、救援任務，這也意味著消防機器人在化工、石油等爆炸環(huán)境中的應用實現(xiàn)突破。中央電視臺、新華網(wǎng)、中國政府網(wǎng)、安全管理網(wǎng)等多家權威媒體競相報道，機器人在救援過程中體現(xiàn)出了機動性強、反應敏捷、噴射流量大、射程遠、抗沖擊性強等優(yōu)點。能在同類產(chǎn)品中脫穎而出，這款防爆型消防偵察機器人究竟有何不同之處？

 

　　防爆型消防滅火偵察機器人采用履帶式機器人平臺結構，由防爆機器人本體、消防水炮、紅外攝像機、傳感器及操控終端五部分構成，防爆機器人本體可搭載水炮和監(jiān)控云臺進入火災現(xiàn)場，在滅火的同時可實時將現(xiàn)場圖像信息傳遞到監(jiān)控終端，以便消防人員全面了解火災事故現(xiàn)場的詳細情況，為事故救援提供可靠信息，加快滅火進度，減少損失。機器人的主要結構優(yōu)勢在于：

 

　　1、機器人本體結構

 

　　負載能力大，越障能力強，是這款機器人的優(yōu)勢之一。它的本體采用履帶式行走結構，履帶采用阻燃橡膠，內(nèi)部采用多層簾布和全鋼骨架結構，使履帶具有較高的強度和韌度，即使高溫狀態(tài)下外部橡膠融化，也不影響機器人的行走及穩(wěn)定性；同時，為了保證機身行走平穩(wěn)，設計并研發(fā)了新型的三段式獨立彈簧懸掛減震系統(tǒng)，并采用了低重心穩(wěn)定布局，使得機器人的移動性能大幅提高，輕松的完成爬坡、跨越垂直障礙的動作。另外，這款機器人結構中，還搭載了一種新型的消防滅火機器人雙層水幕自噴淋降溫裝置，該裝置設計為雙層水幕噴灑方式，可消耗最少的水流量為機器人起到降溫作用，保證內(nèi)部電子器件的正常工作。

 

　　2、新型防爆設計

 

　　該款消防機器人采用新型防爆設計，機器人本體僅在兩側減速機輸出軸設計有通孔，其余安裝孔均為盲孔，減速機輸出軸采用小間隙隔爆處理，使用防爆材料拼焊而成。箱體采用隔腔設計，將電機減速機等發(fā)熱元件與電氣控制元件分開，防止發(fā)熱影響電氣性能，隔墻板起到箱體加強作用。機器人穿上防爆“外衣”，就可在石油、化工等爆炸性環(huán)境中應用，在各種火災、偵察任務中大顯身手。

 

　　3、實現(xiàn)產(chǎn)品系列化

 

　　消防機器人系列化產(chǎn)品的研制，擴展了消防機器人的應用范圍。由于火災情況的多樣性和復雜性，只用一種消防機器人解決所有問題是不可能的。目前，市場上大部分消防機器人以滅火為主，產(chǎn)品功能單一，適合撲救的火災類型很少。中信重工開誠智能裝備有限公司以10年的技術積累，在2016年實現(xiàn)了消防特種機器人技術突破，一舉研發(fā)了防爆消防滅火偵察機器人、防爆消防偵察機器人、消防排煙機器人、破拆型機器人等多種產(chǎn)品，不久的將來，將實現(xiàn)消防機器人團隊化作戰(zhàn)，大大提高消防機器人的實戰(zhàn)水平。

 

　　4、成本低、經(jīng)濟適用

 

　　成本低、經(jīng)濟適用是中信重工開誠智能消防機器人受到市場青睞的重要原因之一。中信重工開誠智能以10年的技術積累和產(chǎn)學研的合作優(yōu)勢，快速實現(xiàn)成果轉化，并突破產(chǎn)業(yè)化技術難題，形成了完善的工藝和檢驗檢測系統(tǒng)，降低了機器人的成本，2016年，已基本實現(xiàn)消防機器人產(chǎn)業(yè)化。

 

　　5、操作簡單，具備互聯(lián)網(wǎng)功能

 

　　該款消防機器人的控制軟件由中信重工開誠智能自主開發(fā)，采用WEC2013操作系統(tǒng)及VisualStudio2013集成開發(fā)環(huán)境，編程語言采用C/C ，控制軟件包括機器人移動控制、監(jiān)控云臺控制、消防水炮控制和圖像采集部分。人機界面友好，操作簡單，可接入互聯(lián)網(wǎng)，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街笓]中心，為救援決策者提供可靠的決策依據(jù)；同時可與無人機配合，實現(xiàn)“三位一體”的消防指揮控制；同時具備遠程診斷功能：通過互聯(lián)網(wǎng)功能實現(xiàn)對消防機器人的遠程診斷及故障分析。