基本信息
- 项目名称：
- 消防机器人
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 在消防现场存在着爆炸、有害气体泄露、建筑坍塌及核辐射等众多不安全因素，该作品主要用来解决在如此复杂环境中消防人员亲临火场时的人身安全问题。消防机器人的开发应用可以让消防人员不进入火场，通过消防机器人的自主灭火或消防人员的远程控制即可扑灭火灾。通过将自动控制、人工智能等的综合运用，该机器人实现了自动巡检、报警、灭火等功能，同时又可起到火灾预警功效，防止火灾的进一步扩大，降火灾损失降低到最低。
- 详细介绍：
- 消防机器人作为特种消防设备可以替代消防队员接近火灾现场实施有效的灭火救援作业，开展火场侦察任务。该消防机器人基于DGPS定位技术、超声波与红外测距技术、无线局域网等技术，实现了自动控制，具有预警、消防等多种功能，不仅能在事故发生前进行巡航探测避免重大事故发生，还能在事故发生后自动灭火。该装置具有以下优点：自动控制和自主分析；可以进行自动模式和手动模式的切换；结构紧凑体积小，可以进入狭窄空间进行作业；动作灵敏，能很快的根据外界环境变化做出反应；造价相对较低；维护保养方便。它的应用将大大提高消防部门扑灭火灾的能力，对减少消防人员的伤亡和财产损失具有重要的作用。在高危区可以完全代替消防员，市场空间巨大。
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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
- 设计、发明目的：采用无人驾驶的消防车来加强对重点场所的巡检、检测防止重大火灾的发生，消除火灾隐患。 基本思路：消防机器人采用轮式运动机构，在日常工作中可以通过其自身携带的火焰传感器进行巡检。当发现火灾隐患时，消防机器人立即在现场发出警报，同时使用其携带的灭火器将隐患消除，并将报警信息发回基站，基站工作人员便可以通过消防机器人携带的摄像头和报警信息对该事件进行处理，预防火灾的发生。在火灾现场，消防机器人可以采用自动或手动的方式，代替消防人员接近现场进行灭火工作。 创新点：１．实现消防车无人驾驶；２．自动或遥控搜索火源并实施灭火作业。3．以电能为动力，环保高效。 技术关键：1.消防机器人实现了自动化控制，具有预警、消防等功能，可在事故发生前进行巡检探测以避免重大事故的发生；2.采用火焰传感器、热释电传感器、摄像头等设备，实现了对火灾隐患的自动检测、分析处理的功能；3.具有适应腐蚀、高温、粉尘等恶劣环境的能力。 主要技术指标： 火灾隐患检测装置：火焰传感器、热释电传感器、可见光和红外线摄像头 控制芯片：Mega16 前行最大直线速度：85m/min 视频传输方式：无线局域网（可联网控制） 制动方式：电磁制动巡检 导航精度：±10mm 巡检停位精度：±10mm 工作噪音：≤50dB 电池：12V免维护胶体电池 安全系统：前后方装有壁障传感器，非接触式防护，接触式防护；上方装有急停按钮
科学性、先进性
- 该消防车实现了无人驾驶，并能自动或远距离遥控对目标实施喷洒、注水作业。传统的消防机器人，只能进行灭火或火灾侦察，不具有巡检、预警并消除火灾隐患的功能，功能单一，使用范围窄，而且，成本高，维护保养复杂。本作品采用模块化设计，由探测模块、无线视频传输和控制模块、灭火模块、车动模块、自动报警模块、电源模块组成，克服了上述缺点，成本低，维护简单，具有预警、侦察和灭火的功能，可保障消防人员的人身安全、减少财产损失。
获奖情况及鉴定结果
- 在2010年12月校“挑战杯”中荣获一等奖。 在2011年6月省“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛中荣获特等奖。
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 有偿转让
作品可展示的形式
- 实物、产品 模型 图纸 现场演示图片 录像 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
- 该消防机器人在日常工作中能以自动巡检模式完成对火灾隐患的自动探测和消除，防止火灾的发生；在火灾发生时，能够代替消防员接近有毒、有害、危险的现场进行灭火，同时通过其携带的传感器、无线摄像头和无线通讯模块将现场状况实时发送至基站计算机，工作人员便可据此进行远程遥控灭火和决策等。 本作品具有体积小、活动灵活、成本低、节能环保、智能性高和可控性强等优点，可应用于高层建筑、地下建筑和大型石化企业等场所，不仅可以代替安保人员进行巡检，消除火灾隐患，预防火灾的发生，而且还能代替消防人员接近火灾现场进行侦查和灭火工作，减少了消防人员的伤亡，具有很大的技术优势、成本优势和社会效益，市场空间巨大。
同类课题研究水平概述
- 国际上较早开展消防机器人研究的是美国和前苏联，稍后，英国、法国、德国、等国家也纷纷开始研究该类技术。目前已有很多种不同功能的消防机器人用于救灾现场。国际上对消防机器人的研究可分为三个阶段(三代)，第一代是程序控制消防机器人，第二代是具有感觉功能的消防机器人，第三代是智能化消防机器人。 我国大约有90家左右的高等院校和研究院从事各类机器人的研究工作，自1971年以来，已在机器人的感觉识别，操作、移动技术，人机接口技术,智能化技术等方面取得了可喜的成就。部分科研成果,如工业装配、焊接、喷涂，搬运、探伤、水下作业、过程测量机器人已进入实用阶段，某些控制、传动元器件的产品技术已达到国际先进水平，为消防机器人的研制营造了良好的环境。 近年来，我国消防机器人的研制工作得到了政府有关部门的支持。1995年上海市科学技术委员会批准公安部上海消防科学研究所着手研制我国第一台消防机器人——自行式消防炮，这一历时三年的研制项目的顺利完成，标志着我国第一代消防机器人正式诞生。目前该项目已通过验收并顺利进入产业化阶段。该消防机器人系统由运载车、机器人本体、控制系统和供电系统组成，运载车用于将机器人从消防站运至火灾现场，并装有消防机器人的后方控制操作台，电缆卷盘，水带等附件。消防机器人采用外部供电系统提供动力，完成控制、侦检、灭火、冷却，稀释等工作。该消防机器人的研制成功标志着我国第一代（多功能）消防机器人正式诞生，填补了我国在消防机器人领域的空白，其技术水平达到了国际 80 年代中期的消防机器人水平。 我国消防机器人技术的发展不但是对消防部队抢险救灾能力的提高，起到减少国家财产损失和灭火救援人员伤亡的作用，同时也对我国机器人技术、通信控制技术、计算机技术等多学科领域技术的发展起到积极的作用和深远的影响。但我国消防机器人在无线遥控领域与技术发达国家还存在一定差距。
