摘  要

本次设计的是一款轮式消防机器人，设计内容包括设计行走底盘和吸烟装置、液压水枪伸缩架以及对机器人的局部受力情况作了具体的分析。试制整体机器人结构。在设计试制过程中，不断的观察分析其他机器人的结构，吸取前人经验，进行方案比较选定。

本次设计的重点在于机器人的试制研究工作，由于机器人整体的设计难度较大，材料和机构精度要求较高，本试制产品还不能作为成熟产品进行加制造，只能做为指导性样机以供参考。

消防机器人现在已经达到应用状态。

一、机器人产品特点：
1、 动力强劲：免维护电池组提供强劲动力；轮式驱动。可负载350Kg自由运动；可连接      多条高压水带并拖动至指定位置。
2、灭火能力强，机身搭载超大流量水枪。
3、 通过能力强：可全地形通过；可原地旋转；可穿越狭小的门及墙洞。可在室内外自由穿梭。
4、 防护能力强：能对在火场作业的消防灭火机器人提供有效的防护。
5、 作业范围大：定点作业时，控制范围可达俯仰70°，水平90°的立体空间；运动作业时，控制范围可达俯仰70°，水平360°的立体空间，可任意升降。
6、遥控距离远：遥控距离可达150-300米。

7、存水量大：在距离水源较远的情况下，可摘除输水管。

三、机器人的灭火过程：

  “灭火”在机器人能很好地“行走”、“找火”之后，要解决的问题不仅是怎样去“灭火”了。火灾现场一定伴随着浓烟，而浓烟也会对被困人员造成一定的伤害，所以不仅灭火得采用合适的灭火方法，而浓烟也需要合理的解决，灭火方法有很多种，本机器人采用原始的灭火方法，但是在硬件部分已经扩展了吸烟装置，通过调用相关的程序就可以控制灭火装置和吸烟装置的开和关。
  在“找火”过程中，完成了机器人灭火的合适定位。当前方探头检测的数据都近似于灭火定位的基准值时，开启灭火装置，同时打开吸烟装置，机器人开始工作，当探测值大于“无火”临界值时，关闭灭火装置。
四、消防机器人的用途介绍：

随着社会经济的迅猛发展，建筑和企业生产的特殊性，导致化学危险品和放射性物质泄漏以及燃烧、爆炸、坍塌的事故隐患增加，事故发生的概率也相应提高。一旦发生灾害事故，消防员面对高温、黑暗、有毒和浓烟等危害环境时，若没有相应的设备贸然冲进现场，不仅不能完成任务，还会徒增人员伤亡。

消防机器人作为特种机器人的一种，在灭火和抢险救援中愈加发挥举足轻重的作用。各种大型石油化工企业、隧道、地铁等不断增多，油品燃气、毒气泄漏爆炸、隧道、地铁坍塌等灾害隐患不断增加。

此类灾害具有突发性强、处置过程复杂、危害巨大、防治困难等特点，已成顽疾。消防机器人能代替消防救援人员进入易燃易爆、有毒、缺氧、浓烟等危险灾害事故现场进行数据采集、处理、反馈，有效地解决消防人员在上述场所面临的人身安全、数据信息采集不足等问题。现场指挥人员可以根据其反馈结果，及时对灾情作出科学判断，并对灾害事故现场工作作出正确、合理的决策。

近几年，火灾事故频发，消防人员及平民的伤亡数字在急剧上升。据统计，从2005年到2013年，全国共发生150多万起火灾事故，消防员伤亡人数达到776人，人们在震惊如此高死亡率的同时，也在探究，到底什么时候消防机器人技术能够发展成熟，实际的应用到火灾现场，减少消防人员的伤亡。

现在，人工智能技术和自动控制技术飞速发展，由消防机器人取代人类消防员完成救援任务已经不再变得遥远。近期，国务院安全生产委员会下发紧急通知，强调要大力推广应用先进的安全技术设备，实现未来智能化救援消防设备对单一消防车的逐步代替。

消防机器人属于特种机器人的范畴，具备爬坡、登梯及障碍物跨越，耐温和抗热辐射，防雨淋、防爆、防腐蚀、防干扰，遥控行走和自卫等功能，可以代替消防员在恶劣的环境中进行火场侦查、化学危险品探测等作业，保障消防人员的人身安全，提高救灾抢险能力。

据专家介绍，针对火灾现场高温、浓烟、有毒、辐射等不利因素，可以利用消防灭火机器人代替消防人员进入到危险区域，加强消防机器人的实战应用，这也是未来危险化学灾害救援的重要手段和趋势。

五、研制背景及意义

对于火灾，布我国古代，人们就总结出防为上，救次之，戒为下”的经验。随着社会的不断发展，在社会财富日益增多的同时，导致发生火灾的危险性也在增多，火灾的危害性也越来越大。据统计，我国70年代大灾年平均损失不到2.5亿元，80年代火灾年好均损失不到32亿元，进入90年代，特别是1993年以来，你灾造成的直接财产损失上升到年均一几亿元，年均死亡2000多人。实践证明，随着社会和经济的发展，消防工作的重要性就越来越突出。随着社会与国家的发展，在经济迅速增长的同时，各种所不可城兔的火灾顿繁出现，给社会造成了许多意思。于是现在各种火灾的及时抓救已成为了道在眉睫帘要解决的问题，救火早一刻就少一分的损失。救据大员周然很快，但也需要一定的时间，而且进入火灾现场还有定的危险，甚至危及生命。 近几十年中，大量的高层，地下建筑与大型的石化企业不断海现。山于这些建筑的特殊性，发生火灾时，不能快速高效的火火。为口解决这地为题，尽快救助火灾中的受害者，最天限度的保证消防人员的安全，我们集思广亮，研何了种简易方便的灭火机器人。

该机器人方便实用，易于操作，综合起来有以下儿企优点

    1无生命损你性。机器人作为一种关生命教体，在西临高温、有毒、缺氧和浓烟等各和危险复杂的环境时，在人力所不及之处可有分发挥其作用，大夫诚少消防人员伤亡。如若配备该机器人1许多不该发生的事情就可避免。

     2、可重复使用性，该机器人作为种特殊试事共各，在细心维护保养的同时，可反复多次使用，发挥其效能

 3、人工智能性。现代机路人是人口智能、神经网络、计算机技术、自动控制、电力电子、模糊控制和机械工业等离端学科的结合休。各国政府技术部问、公司针对消防员面临日趋复杂的应急救援的环境。

 4、操作方便，只需一个人即可，无论智力高低，就像手机一样方便。

六、结论：
(1)设计机器人灭火项目的实现，扩展硬件选择适当与否直接关系到机器人的反应能力，必须认真考虑。
(2)通过设计机器人灭火的实现过程，并进行模拟实际比赛环境的调试，能够较好地完成任务，使机器人具备了较强的智能性。
(3)设计的机器人还存在性能不稳定的问题，即通用性不够强。在某个环境开发的项目程序不能在别处不同的环境下直接让机器人完成任务，而必须重新检测，确定某些参考值，再进行相关调试才能达到目的。