基本信息
- 项目名称：
- 隧道消防机器人
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本“隧道消防机器人”用于隧道发生险情及安全隐患时的救援、破障、逃生、避难。通过在无线遥控和自动的控制下代替救援人员亲临险情或灾难现场，实时回传恶劣环境的视频图像，并可以实行灭火，并以帮助救援人员获取准确的现场信息，最大限度的减少人民的生命财产损失。
- 详细介绍：
- 本“隧道消防机器人”用于隧道发生险情及安全隐患时的救援、破障、逃生、避难。通过在无线遥控和自动的控制下代替救援人员亲临险情或灾难现场，实时回传恶劣环境的视频图像，并可以实行灭火，并以帮助救援人员获取准确的现场信息，最大限度的减少人民的生命财产损失。 本系统采用了大功率电动机驱动控制技术、视频信号采集技术、无线通讯技术、无线视频信号传输与处理技术、传感器数据采集技术以及多自由度机械运动控制设计，火源搜寻与灭火技术等。 为了验证本系统的可行性，系统研制完成后进行了可靠性试验。试验过程中，当外部环境发生变化时，系统可以保证按照操作者意图稳定运行；同时，在系统行进过程中可以实时回传视频图像、定位参数及传感器参数，并可避开障碍物自动行走或通过机械手清理前面的障碍物，系统可通过手动操作行走或自动行走。 试验证明：所研制系统的设计方案切实可行，为隧道发生险情时的营救工作提供了一种可行的解决措施，系统产品化后将具有广阔的市场前景。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 在世界各地，由于各种突发事故等原因，隧道灾难经常发生。在灾难救援中，救援人员只有非常短的时间(约48小时)用于在着火的隧道或者倒塌的隧道中寻找幸存者，否则发现幸存者的几率几乎为零。在这种紧急而危险的环境下，隧道消防机器人可以为救援人员提供帮助。 我们综合收集了大量隧道事故起因，并针对隧道事故的特点多集中在火灾、坍塌等方面设计一种切实有效的隧道消防机器人。所设计的相似作品在参加第四届全国大学生机械创新设计竞赛时，得到了《南宁晚报》的特别报道。 2、作品设计、发明的基本思路 能够在隧道出现险情或重大灾难事故时，在无线遥控和自动的控制下代替救援人员亲临险情或灾难现场，实时回传恶劣环境的视频图像，并可以实行灭火，并以帮助救援人员获取准确的现场信息，最大限度的减少人民的生命财产损失。 3、创新点 （1）除具备同类产品自动化和无线遥控功能外，还具备视频实时传送、摄像头6自由度控制、自动寻找火源灭火、机械手破障救援等功能。 （2）具备一定的破障能力。 （3）能自动寻找火源并且能自动或手动进行灭火。 （4）操作灵活。利用虚拟仪器LabVIEW8.5 图形编程语言编制的可视化程序，能将灾难现场信息发送现场，消防人员通过视频便可灵活操纵机器人运动。 4、技术关键和技术指标 （1）如何实现视频无线回传功能； （2）如何实现无线遥控功能； （3）如何编制人机交互控制软件。
科学性、先进性
- 相比已有的发明专利或申请中的专利文献，本作品综合考虑了视频回传、无线控制、人机交互、排障等多项功能，具有高的可靠性、稳定性和高性价比。适用于各类隧道消防、救援当中，具有很高的推广应用价值。
获奖情况及鉴定结果
- 全国大学生机械创新大赛广西赛区二等奖
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 现场演示和样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 隧道救援一直是全世界交通部门关注问题之一，由于隧道设计的复杂性和半封闭性，使得当隧道出现险情时，救援变得困难。为此，隧道现场救援就成为各个国家所面临的一个新的课题。一些新的技术和科技自然用在上面，救援机器人就是其中之一。但昂贵的价格阻碍了机器人的广泛应用。我们所研制的隧道消防机器人，在经过多次现场试验后，验证了其稳定性、可靠性及高性价比。如果能实现产业化，其市场前景将更为广阔。
同类课题研究水平概述
- 由天津中辰瑞泰安全防范技术有限公司的史健川本发明的“隧道探测机器人” （目前该专利无权），其专利申请书所述：该发明可在在电缆隧道发生紧急情况如隧道起火,工作人员无法确定隧道内情况,无法进入隧道进行处理时,将机器人用铰链从隧道检查井口放入隧道,进行勘查。它可以直接向地面控制系统提供隧道内的图像、语音、环境温度、探测物体温度、一氧化碳等有害气体含量。 由山东省科学院自动化研究所的成巍等人申请的实用新型专利“隧道消防应急智能机器人系统”（专利申请号：200820017297.2），根据其专利申请书所述：该系统解决了隧道内部空间小,火灾发生时,扑救难度大、易造成人员伤亡的隧道消防难题,具有结构简单,能及时有效扑灭隧道火灾等优点。 由抚顺起运工程机械有限公司的石铁所申请的实用新型专利“多功能消防机器人”（专利申请号：200920149376.3），根据该专利申请书所述：该新型的多功能消防机器人,能代替消防人员深入火灾现场,通过无线遥控操作,从火灾现场传输摄象图象以便实时观察,并进行排烟、喷水雾、喷射灭火剂等消防作业;适用于隧道、商场、仓库、化工厂等特殊场合的火灾施救工作。 相比已有的发明专利或申请中的专利文献，本作品综合考虑了视频回传、无线控制、人机交互、排障等多项功能，具有高的可靠性、稳定性和高性价比。适用于各类隧道消防、救援当中，具有很高的推广应用价值。 参考文献： [1] 天津中辰瑞泰安全防范技术有限公司. 隧道探测机器人[P]. 国家发明专利申请，专利申请号：200810052552.1 [2] 广州创希电器科技有限公司. GSM汽车防盗器说明书 [3] 山东省科学院自动化研究所. 隧道消防应急智能机器人系统[P]. 国家发明专利申请，专利申请号：200820017297.2 [4] 抚顺起运工程机械有限公司.多功能消防机器人[P]. 国家发明专利申请，专利申请号：200920149376.3 [5] 北京市电力公司电缆公司 天津中辰瑞泰安全防范技术有限公司. 电力隧道侦察机器人 [P]. 国家发明专利申请，专利申请号：200820074461.3
