【学习强国 | 三明日报】“三明造”消防机器人 全国设计大赛夺冠

发布时间:2022-04-29浏览次数:258

4月22日,来到三明消防白沙特勤站,一台“迷你坦克”出现在眼前,这就是多功能消防机器人。消防员一边操控一边介绍着,小小机器人身手不凡,它的水炮射程达50米,喷射高度超过25米,相当于8层楼高,而重量仅约70千克,和一名成年人的体重相仿。除了灭火,消防机器人还可以通过模块更换,执行侦查、排烟等任务。 

这台多功能消防机器人由三明市消防救援支队与三明学院共同研发,去年12月,第14届全国三维数字化创新设计大赛年度总决赛成绩公布,它从全国15830个团队、12149件作品中脱颖而出,获得“龙鼎杯”设计大赛全国总决赛一等奖。

 

院队联手合作研发

2020年6月,三明学院与市消防救援支队签订战略合作协议,开展实践教学合作和产学研合作,研发样品用于消防队伍的救援工作,对实用性好、可靠性高的产品,在全国消防救援队伍中推广。消防机器人便是其中一个合作项目。

“现代消防救援工作中,消防机器人发挥着举足轻重的作用。”市消防救援支队一级消防长刘灿华介绍,随着大型石油化工企业、隧道、地铁等设施不断增多,油品、燃气、毒气泄漏爆炸等危险隐患不断增加。消防机器人能应用于高层建筑火灾、石油化工火灾、大跨度厂房等极易造成消防救援人员伤亡的火灾现场,协助数据采集,提高救援效率,保障消防救援人员的人身安全。

而市面上的消防机器人或者体积大,或者造价高,或者功能不齐,无法契合三明市消防救援需求。三明学院作为三明本土高校,成为市消防救援支队首选的合作对象。

三明学院机电工程学院专任教师卢隆辉是消防机器人研发项目的负责人,接到任务后,他便挑选优秀的专业老师和学生组成研发团队,利用课余时间开展研究。

 

攻坚克难摘得桂冠

轻便、性价比高、实用性强的消防机器人是卢隆辉团队研究的方向。可研究之初,团队便遇到了难题。

“轻便意味着稳定性差,而消防水炮后坐力大,我们通过理论计算出的参数在实际中并不能很好地应用在机器人上。”卢隆辉说,他们把矛盾点聚焦底盘动力系统开发,在电动机机械特性与动力传导参数上来回调试匹配,不断尝试寻找一个适合整机动力系统工作平衡的参数点。

经过3个月反复调试,包括理论计算、零部件调整和测试,改进传动装置,其间还烧坏了多台电机,最终机器人的动力系统配置和参数达到了运行要求。

2021年1月,在前期研发的基础上,卢隆辉团队又开始着手第二代消防机器人的研究,针对底盘、水炮、侦察装置等结构进行改良。

消防救援就是与时间赛跑。改良后的机器人调整了功能模块固定方案,使得模块转换更加方便快捷。现场演示过程中,一名消防员只用了不到1分钟便轻松完成各模块功能切换。2021年10月,这个快速换装结构获得了国家知识产权局颁发的实用新型专利证书。

“有了这个换装结构,这台消防机器人被赋予了更多功能。”卢隆辉介绍,今后消防救援人员可以根据不同险情需要,给消防机器人换上相应模块,实现热成像、有害气体检测等功能。

同时,更加小巧的体积也让这台消防机器人备受青睐。“大部分消防机器人需要专车运载,这款机器人可以随消防车执行任务,省了不少事。”卢隆辉说。

2021年12月,这款集信息处理、远程控制、图像处理、检测与转换等专业技术为一体,实现灭火、排烟、侦查等消防救援功能模块快速更换的多功能机器人正式亮相全国三维数字化创新设计大赛,立刻成为全场焦点。经过一番提问答辩后,现场评委给予了一致好评,这款多功能消防机器人众望所归,夺得大赛一等奖。

 

抛砖引玉激发创造

借着夺冠的契机,三明学院与市消防救援支队趁热打铁,依托双方优势,扩大合作领域。

4月16日,三明学院与市消防救援支队举行消防救援装备项目创新驱动班开班仪式,邀请支队经验丰富的干部做了《消防抢险装备器材详解》《消防的分类及用途》和《高举消防车总体构造及结构原理》主题报告,并发布各县(市、区)消防救援大队装备课题清单和任务。

本次装备项目创新驱动班有31名机电工程学院学生参加,发布消防救援装备项目34个。学生们通过讨论,自愿分组认领课题任务,并与各消防救援大队管装干部开展合作,针对消防装备使用过程中的“痛点”和“难点”,共同研发更贴近实战的消防救援装备产品,不断提升消防救援效率和能力。

深化院队合作,双方希望能将这款消防机器人推广出去,吸引生产企业来三明投资兴业,让消防机器人早日服务于大众。

学习强国  2022年4月29日

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(三明日报 2022年4月29日)

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