一種青少年國(guó)防科學(xué)素養(yǎng)教育培訓(xùn)專用的消防機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及科普機(jī)器人領(lǐng)域，尤其涉及一種青少年國(guó)防科學(xué)素養(yǎng)教育培訓(xùn)專用的消防機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]消防機(jī)器人作為特種機(jī)器人的一種，在滅火和搶險(xiǎn)救援中愈加發(fā)揮舉足輕重的作用。各種大型石油化工企業(yè)、隧道、地鐵等不斷增多，油品燃?xì)?、毒氣泄漏爆炸、隧道、地鐵坍塌等災(zāi)害隱患不斷增加。消防機(jī)器人能代替消防救援人員進(jìn)入易燃易爆、有毒、缺氧、濃煙等危險(xiǎn)災(zāi)害事故現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理、反饋。2012年，弗吉尼亞理工學(xué)院為美國(guó)海軍設(shè)計(jì)了一款CHARL1-2消防機(jī)器人。這種機(jī)器人可以跳當(dāng)時(shí)流行的“江南Style”舞蹈，在YouTube上走紅。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，建筑和企業(yè)生產(chǎn)的特殊性，導(dǎo)致化學(xué)危險(xiǎn)品和放射性物質(zhì)泄漏以及燃燒、爆炸、坍塌的事故隱患增加，事故發(fā)生的概率也相應(yīng)提高。
[0003]一旦發(fā)生災(zāi)害事故，消防員面對(duì)高溫、黑暗、有毒和濃煙等危害環(huán)境時(shí)，若沒有相應(yīng)的設(shè)備貿(mào)然沖進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)，不僅不能完成任務(wù)，還會(huì)徒增人員傷亡。
[0004]消防機(jī)器人作為特種機(jī)器人的一種，在滅火和搶險(xiǎn)救援中愈加發(fā)揮舉足輕重的作用。各種大型石油化工企業(yè)、隧道、地鐵等不斷增多，油品燃?xì)狻⒍練庑孤┍?、隧道、地鐵坍塌等災(zāi)害隱患不斷增加。此類災(zāi)害具有突發(fā)性強(qiáng)、處置過(guò)程復(fù)雜、危害巨大、防治困難等特點(diǎn)，已成頑疾。消防機(jī)器人能代替消防救援人員進(jìn)入易燃易爆、有毒、缺氧、濃煙等危險(xiǎn)災(zāi)害事故現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理、反饋，有效地解決消防人員在上述場(chǎng)所面臨的人身安全、數(shù)據(jù)信息采集不足等問(wèn)題?，F(xiàn)場(chǎng)指揮人員可以根據(jù)其反饋結(jié)果，及時(shí)對(duì)災(zāi)情作出科學(xué)判斷，并對(duì)災(zāi)害事故現(xiàn)場(chǎng)工作作出正確、合理的決策。機(jī)器人自60年代初問(wèn)世以來(lái)，經(jīng)歷40余年的發(fā)展，己取得長(zhǎng)足進(jìn)步，社會(huì)各行各業(yè)皆可見其身影。
[0005]從1986年日本東京消防廳首次在滅火中采用了 “彩虹5號(hào)”機(jī)器人后，消防機(jī)器人就逐漸在滅火救災(zāi)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，消防機(jī)器人技術(shù)也得到快速的發(fā)展。截至目前，消防機(jī)器人已經(jīng)穩(wěn)步向第三代高端智能機(jī)器人發(fā)展。
[0006]面對(duì)無(wú)情的火災(zāi)，公安部上海消防研宄所、上海交通大學(xué)、上海市消防局共同制定了研制消防機(jī)器人的計(jì)劃。經(jīng)過(guò)3年的研宄，中國(guó)第一臺(tái)消防機(jī)器人已經(jīng)誕生。消防機(jī)器人可以行走、爬坡、跨障、噴射滅火，可以進(jìn)行火場(chǎng)偵察。
[0007]2012年，弗吉尼亞理工學(xué)院為美國(guó)海軍設(shè)計(jì)了一款CHARL1-2消防機(jī)器人。這種機(jī)器人能夠同人類士兵一起工作來(lái)?yè)錅绾Ｉ蠎?zhàn)艦上的起火。這種消防機(jī)器人具備的能力包括使用消防軟管、投擲滅火器手榴彈、攀爬梯子，而且當(dāng)它在海軍艦艇的甲板和走廊上行走的時(shí)候能夠維持它的平衡。海軍計(jì)劃把CHARL1-2機(jī)器人作為船上的自主消防機(jī)器人。根據(jù)設(shè)計(jì)，這種機(jī)器人可以跳當(dāng)時(shí)流行的“江南Style”舞蹈，在YouTube上走紅。消防機(jī)器人滅火實(shí)驗(yàn)在不少大樓起火的案例中，一些消防員因進(jìn)入大樓救人和滅火而遭受意外傷害，甚至一些消防員為此付出了寶貴的生命。為了減少火災(zāi)對(duì)消防員的傷害，美國(guó)研宄人員開發(fā)出了一款可以代替消防員進(jìn)入大樓救人和滅火的機(jī)器人。
[0008]在火災(zāi)中，人們面臨的最大威脅是煙霧，不少人因煙霧而窒息身亡，一些消防員因把自己的防毒面具交給被救者使用而自己遭遇不測(cè)。然而，用了機(jī)器人，就不存在這樣的問(wèn)題了，道理很明顯，那就是機(jī)器人不需要呼吸。美國(guó)研宄人員開發(fā)的這款消防機(jī)器人名為“歐塔維亞”，它不但不怕煙霧，還可以忍受數(shù)百攝氏度的高溫，可以在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)順利穿行。
[0009]與以往的消防機(jī)器人不同的是，“歐塔維亞”的外觀很像人，是一款類人消防機(jī)器人。研宄人員表示，這樣的設(shè)計(jì)具有親和力，可以贏得火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)被困者的信任感，畢竟人們對(duì)人的信任感強(qiáng)于冷冰冰的機(jī)器。“歐塔維亞”有完整的頭部、上肢和下肢，如同其他機(jī)器人一樣，“歐塔維亞”的“大腦”是隱藏在軀干內(nèi)的電腦。這臺(tái)電腦十分先進(jìn)，可以接受指揮人員的語(yǔ)音指令或手勢(shì)，這比用手輸入指令要快得多，可以讓機(jī)器人及時(shí)處理火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的一些突發(fā)情況。“歐塔維亞”還背著滅火器，可以進(jìn)行定點(diǎn)滅火，及時(shí)、有效地解除火情或者減緩火患。
[0010]在找到火災(zāi)中的被困人員后，“歐塔維亞”雖然不能背著被困人員逃離，但是可以為他們提供呼吸袋、防毒面具、逃生繩等逃生工具。它還可以為被困人員指引快速逃離火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的正確路線，防止人們因在火災(zāi)中迷路而窒息身亡。在引導(dǎo)人們逃離火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)入安全通道的過(guò)程中，“歐塔維亞”沖在前面，用滅火器材消除逃生路線上的小火患，為人們清理出一條相對(duì)安全的逃生通道。
[0011]不過(guò)，現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出來(lái)的“歐塔維亞”試驗(yàn)版的靈活性還不夠，因?yàn)樗€不是雙足行走機(jī)器人，得靠輪子前進(jìn)。這樣一來(lái)，它就不具備攀爬樓梯的能力?；馂?zāi)中，電梯往往會(huì)停止運(yùn)行，所以走消防通道并攀爬樓梯的能力十分重要。在目前的試驗(yàn)中，消防員先把機(jī)器人用云梯送到相關(guān)樓層，然后讓它們開始救人和滅火。
[0012]研宄人員希望下一步能夠開發(fā)出雙足行走的消防機(jī)器人，因?yàn)楝F(xiàn)有的云梯高度有限，還不能抵達(dá)一些高樓的中、上部。此外，“歐塔維亞”對(duì)火災(zāi)災(zāi)情的識(shí)別能力還不強(qiáng)，有時(shí)會(huì)對(duì)災(zāi)情的大小產(chǎn)生誤判，有時(shí)對(duì)火源也會(huì)產(chǎn)生誤判，有時(shí)不能按照正確的指令行動(dòng)。研宄人員希望讓它更加智能化，這樣才能真正代替消防員進(jìn)入火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)。
[0013]研宄人員相信，類人消防機(jī)器人的出現(xiàn)是人類在應(yīng)對(duì)火災(zāi)過(guò)程中的重大進(jìn)展。在現(xiàn)代智能技術(shù)和機(jī)器人技術(shù)的支撐下，未來(lái)20年內(nèi)，特別智能化的消防機(jī)器人將出現(xiàn)。到了那時(shí)，火災(zāi)對(duì)被困者和消防員的傷害都將降低很多。
[0014]綜上所述，縱觀國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，目前我國(guó)中小學(xué)生科普教學(xué)中還沒有一款融智能化、拓展化于一體的青少年國(guó)防科學(xué)素養(yǎng)教育培訓(xùn)專用的消防機(jī)器人教學(xué)教具，為此，本發(fā)明專門對(duì)此而研發(fā)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明提供了一種青少年國(guó)防科學(xué)素養(yǎng)教育培訓(xùn)專用的消防機(jī)器人。
[0016]本發(fā)明的區(qū)別于傳統(tǒng)的消防機(jī)器人的結(jié)構(gòu)單一性、抽象性、缺乏現(xiàn)實(shí)感和安全性的弊端，而提供了一款造型新穎奇特、安全實(shí)用、融智能化、拓展化于一體的青少年國(guó)防科學(xué)素養(yǎng)教育培訓(xùn)專用的消防機(jī)器人。
[0017]一種青少年國(guó)防科學(xué)素養(yǎng)教育培訓(xùn)專用的消防機(jī)器人，包括消防機(jī)器人主體機(jī)身、履帶、履帶前主驅(qū)動(dòng)輪、履帶前調(diào)節(jié)推輪、履帶后聯(lián)動(dòng)托帶輪、履帶后負(fù)重調(diào)節(jié)推進(jìn)輪、驅(qū)動(dòng)遙控接收天線、火場(chǎng)環(huán)境攝像儀、數(shù)據(jù)線連接桿、滅火消防液儲(chǔ)備倉(cāng)、管線轉(zhuǎn)盤、噴射頭、連管推拉伸縮桿，所述的消防機(jī)器人主體機(jī)身兩側(cè)裝設(shè)有履帶，所述的履帶的前端分上下裝設(shè)履帶前主驅(qū)動(dòng)輪和履帶前調(diào)節(jié)推輪，所述的履帶的后端分上下裝設(shè)履帶后聯(lián)動(dòng)托帶輪和履帶后負(fù)重調(diào)節(jié)推進(jìn)輪，所述的消防機(jī)器人主體機(jī)身的上端后方連接有驅(qū)動(dòng)遙控接收天線和數(shù)據(jù)線連接桿，所述的數(shù)據(jù)線連接桿的上端旋接可旋轉(zhuǎn)的火場(chǎng)環(huán)境攝像儀，所述的消防機(jī)器人主體機(jī)身的上端連接滅火消防液儲(chǔ)備倉(cāng)，所述的滅火消防液儲(chǔ)備倉(cāng)外側(cè)裝設(shè)有可轉(zhuǎn)動(dòng)的繞線盤用的管線轉(zhuǎn)盤，所述的消防機(jī)器人主體機(jī)身上端前方從所述的管線轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)盤繞線位置設(shè)有連管推拉伸縮桿，所述的連管推拉伸縮桿上連接噴射頭。
[0018]進(jìn)一步所述的履帶的后端分上下裝設(shè)履帶后聯(lián)動(dòng)托帶輪和履帶后負(fù)重調(diào)節(jié)推進(jìn)輪。
[0019]進(jìn)一步所述的連管推拉伸縮桿上的管線是經(jīng)管線轉(zhuǎn)盤連接到滅火消防液儲(chǔ)備倉(cāng)并由滅火消防液儲(chǔ)備倉(cāng)提供消防液給噴射頭滅火的。
[0020]進(jìn)一步所述的火場(chǎng)環(huán)境攝像儀是將火場(chǎng)實(shí)時(shí)畫面攝像后通過(guò)火場(chǎng)環(huán)境攝像儀上的自發(fā)裝置將無(wú)線音像數(shù)據(jù)傳遞給遠(yuǎn)程控制中心的。