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作品名称：多模态可操控式履带消防救援洒水机器人
学校名称：黄冈师范学院
参赛队伍：多模态可操控式履带消防救援洒水机器人
队伍编号：212100
参赛学生：王涛朱迪唐志杰
指导老师：蒲生
投票日期：2025年10月10日 00:00->2025年12月15日 00:00
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详细说明

火灾作为世界各国共同面临的灾难性问题，不仅发生频率高，且救援环境日趋复杂，消防人员在执行任务时常面临建筑物坍塌、浓烟、高温等致命风险。为应对这一严峻挑战，我们团队设计了一款集爬楼越障、消防灭火、重物支撑与远程侦控于一体的智能火灾救援机器人，旨在通过科技力量辅助乃至替代消防员进入极端危险环境，执行关键任务，从而显著提升救援效率与安全性。

一、卓越的复杂地形通过能力

机器人的移动系统是其核心设计之一。它创新性地采用了前部三角履带与后部直线形履带轮的组合结构。这套系统由独立电机分别驱动，具备极强的协同工作能力。当前方面对地面裂缝时，后部直线履带可旋转180度，将车身总长延伸至250厘米，从而稳定跨越绝大多数沟壑。在遭遇倒塌杂物或斜坡时，三角履带主动攀爬，后部履带则提供支撑与推进力，通过精密的配合实现翻越。其履带为齿啮合设计，动力通过电机驱动齿轮轴，经齿轮啮合传递至主动轮，再通过链轮装置带动履带转动，确保了强大的牵引力与越障稳定性。

二、高效灵活的消防灭火功能

灭火模块针对火场能见度低、难以接近火源的特点进行了专门优化。它采用了双头高压喷水设计，射程远、压力大，能快速压制火点。其方向控制尤为精密，通过电机带动小齿轮进行圆周运动，从而驱动整个喷水装置外壳水平旋转；同时，喷嘴部分依靠齿轮传动实现精确的上下俯仰。这种双自由度调节机制，使得救援人员在远程控制下也能实现喷水口的全方位、无死角瞄准。机器人尾部配备了标准双头消防栓接口，采用丝杆连接方式，能够快速、牢固地与消防车水管对接，确保在巨大水压下依然连接可靠。

三、危急时刻的重物支撑救援

在救援现场，坍塌物常常被困者的最后一道屏障。机器人的重物支撑装置便是为此类场景设计。该装置由一个倾斜平台、高强度金属滑轨和液压杆构成，通过螺栓与车身牢固连接。执行任务时，通过电动机驱动的线性滑轨传动装置，带动支撑板平稳升降。它既可用于紧急顶升楼板、门窗等重物，为受困者创造宝贵的逃生空间；也能在灭火后，反复将坍塌物抬升并移运至空旷地带，为救援队伍清理出安全通道。

四、智能集成的远程侦控系统

机器人的“大脑”与“眼睛”是一套完整的远程实时画面传输与控制系统。硬件上，它集成了高清摄像头、红外热成像仪、无线WiFi模块及开发板。摄像头与热成像仪负责采集现场可见光及热源信息，通过开发板压缩处理后，由WiFi模块以射频形式发送。后端救援人员可通过笔记本电脑，以B/S架构在网页浏览器上实时接收视频流，并利用无线电遥控器对机器人进行操控。这套系统尤其适用于浓烟、黑暗环境，热成像功能能有效定位被困人员生命体征，灯光系统则提供必要照明，实现了“看得见、控得准”的远程救援。

五、广阔的应用前景与价值

本产品设计充分考虑了实际救援需求，零部件选型与设计（如齿轮、键槽、轴承）均遵循国家标准，进行了严谨的强度与动力学计算，确保了设备的可靠性与耐用性。单台造价约为四万元，具备良好的成本效益。随着“中国制造2025”与工业4.0的推进，智能装备与消防救援的深度融合已成为必然趋势。该机器人不仅能应用于城市商业街、工厂火灾，也能适应森林火灾等复杂地形，具有应用范围广、优化空间大、配套体系完善等优势，有望成为未来消防救援体系中不可或缺的关键装备，为保护人民生命财产安全做出重要贡献。