浅析消防救援机器人发展和应用分析1 前言
从20世纪80年代初开始，我国国民经济迅速而稳步增长，各类工
业得到了迅速发展，但各类危险场所的火灾以及由火灾引发的爆炸
伤人事故也随之不断发生，已成为现代火灾扑救的一大难题。另外，化学危险品泄漏伴随的毒性、腐蚀性给消防人员的自身安全带来了
严重的威胁，在没有对现场进行充分侦检和分析的情况下，盲目地
采取行动，不仅不能取得预期的效果，而且往往会造成无辜生命的
牺牲，付出惨重的代价。
2 消防人员抢险救援时的弊端
目前我国消防部队在灾害现场展开抢险救援战斗时，首先要派侦查
人员侦查灾害现场，了解灾害现场情况后方可作出处置决策。由于
采用人工侦察手段，必然存在下述问题：
(1)侦察小组(一般由2—3人组成)之间常用通讯绳作为联络手段，
相互交流困难；
(2)消防人员在有毒、有害、缺氧、浓烟、放射性等室内外危险灾
害现场进行侦察，有可能造成中毒、窒息等事故；
(3)消防人员在易坍塌建筑物、大型仓库堆垛等灾害现场进行侦察，有可能发生坠落或被坍塌物砸中，造成人身伤害事故；
(4)消防人员在进入不明情况的灾害现场时，无法事先确定所佩戴
的个人防护装备和侦检设备是否安全合理；
(5)消防人员配备的便携式探测装备数量有限，无法实时定量的探
测灾害现场各种数据参数；
(6)消防人员侦察到的现场情况，无法在第一时间向后方指挥员报告；
(7)由于消防人员穿着防护服装、配备防护装备，本身负荷已较重，再要进行如清障、开关阀门、抢救遇难人员等工作具有一定困难；
(8)消防人员受环境影响及个人防护装备的限制，在灾害现场的滞
留时间一般小于30min。
因此，研究一种实用的能替代消防救援人员遥控进入有毒、有害
(非易燃易爆)、易坍塌建筑物、大型仓库堆垛、缺氧、浓烟、放射
性等室内外危险灾害现场进行探测的消防救援机器人，来解决有关
消防人员人身安全、时间限制、数据采集量不足和不能实时反馈等
问题，是非常紧迫和必须的。
消防救援机器人具有可靠的侦检和救援功能，以及良好的机动性能，对化学、生物、放射性等危险晶的生产、运输、贮存和使用场所的
灾害预防，对有毒、有害化学物品泄漏(非易燃易爆)、易坍塌等灾
害现场的侦察和处置、易爆物品的搬运，障碍物的清除、遇难人员
的抢救等工作起到重要的作用。将能替代消防人员进行现场抢险救援，对灾害现场的灭火、封堵、洗消、破拆等救援作业的展开具有
十分重要的作用。
3 国外消防救援机器人发展情况
消防救援机器人的研究开发及应用，日本最为领先，其次是美国、
英国和俄罗斯等发达国家。国际上对消防救援机器人的研究，在控
制技术上可分为三个阶段：第一代是遥控消防救援机器人，第二代
是具有感觉功能的计算机辅助遥控消防救援机器人，第三代是自适
应智能化消防救援机器人。第一代和部分第二代消防救援机器人已
开始服役，但其结构和功能在各个国家都各有特点和独到之处。目
前发达国家正在加快开发不同功能的第二代实用型消防救援机器人，而第三代智能型消防救援机器人尚在探索之中，日本、美国和英国
已开始进入预研和论证阶段。
日本的救护机器人于1994年第一次投入使用。图1中的机器人能够将受伤人员转移到安全地带。机器人长4m，宽1．74m，高1．89m，重3860kg。它装有橡胶履带，最高速度为4km／h。它有信息收集装置，如电视摄像机、易燃气体检测仪、超声波探测器等；具有2只
机械手，最大抓举力为90kg。机械手可将受伤人员举起送到救护平
台上。
4 消防救援机器人主要结构
消防救援机器人主要由行走系、机械手、救援拖斗和电液控制系统
等结构组成。
4.1 行走系
行走系一般分为履带行走系和轮胎行走系两种，本文就履带行走系
作一个简单的介绍。履带行走系包括机架、行走装置和悬挂三大部分。
机架是整机的骨架，用来安装所有的总成和部件，使整机成为一个
整体。行走装置是用来支撑机体，把发动机的动力传到驱动轮上的
驱动扭矩和旋转运动转为消防救援机器人工作与行驶所需的驱动力
和前、后运动。悬架是机架和行走装置之间互相传力的连接装置。
履带行走装置由履带、驱动轮、支重轮、托轮、引导轮和履带张紧
装置等组成，驱动轮通过液压马达驱动，当驱动轮被最终传动二级
被动齿轮带动时，其轮齿拉紧履带，地面立即产生了作用在履带上
的反作用力，使整机对地面产生前或向后的运动，整机也随之运动。履带行走装置比轮胎的接地面积大，接地比压小。履带所支撑的整
机重量都是附着重量，而且在履带的支撑面上大多制有履刺，可增
加摩擦力，因此比轮胎式行走装置的附着牵引性能和通过性能都有所提高，具有良好的越野性能。
