消防机器人行业分析报告.docx

1、消防机器人行业分析报告2015年消防机器人行业分析报告简要目录一、消防安全呼吁科技武装 3二、他山之玉：百花齐放，逐步向智能化人形机器人发展 8三、我国消防机器人起步晚，市场空间巨大 10一、消防安全呼吁科技武装1、火灾事件频发，天津爆炸惨案引发消防安全深思近几年，化学危险品和放射性物质泄漏事件在国内频频发生。根据公安部消防局的数据统计，全国近十年发生火灾169万起，在救火抢险一线上牺牲的公安消防员达89人，累计共有687名消防员伤残。2015年8月12日晚发生的天津东疆保税港区瑞海国际物流有限公司所属危险品仓库爆炸事故可谓是近十年最为严重的一次的火灾。截止2015年8月21日，遇难人数已达到

2、116人，其中消防人员就有56人。中国石化等基础工业有了飞速的发展，在生产过程中的易燃易爆和剧毒化学制品急剧增长，由于设备和管理方面的原因，导致化学危险品和放射性物质泄漏。无独有偶，在深圳清水河火爆炸、南京金陵石化火灾、北京东方化工厂罐区火灾等事件发生后，国内消防部队要求研制、配备消防机器人的呼声越来越高。此次重灾引发了社会各界的广泛关注和反思，除了对事故原委的关注，人们也在思索有什么装备能够更好地保障消防战士的生命安全、如何利用先进科技高效完成抢险救灾。2、消防机器人全面解析消防机器人属于特种机器人范畴，具备爬坡、登梯及障碍物跨越，耐温和抗热辐射，防雨淋、防爆、隔爆，防化学腐蚀、防电磁干扰，

3、遥控等行走和自卫功能。（1）机器换人保障安全消防部队在灾害现场展开抢险救援时，如果采用人工消防必然存在以下问题： 沟通障碍：侦察小组之间常用通讯绳作为联络手段，并且很难将侦察到的现场情况第一时间反馈给后方指挥员。 环境有害：室内外的灾害现场通常伴随高温、有毒、缺氧、浓烟、放射性等恶劣环境，消防员常常会遭受中毒、窒息等生命危险。 意外多发：消防员在大型易坍塌建筑物、大型仓库堆垛等灾害现场进行侦察抢救,常常有可能被坠落下来的坍塌物砸中,发生意外伤亡事故。 救援困难：消防员在配备防护装备以后本身负荷已较重，再进行清障、开关阀门、抢救遇难人员等工作具有一定困难。 抢救低效：受灾害现场有害环境和个人防护

4、装备的限制，消防员在灾害现场通常滞留时间小于30分钟。鉴于以上人工消防工作的危害，消防机器人的设计可以代替消防员在恶劣环境中进行火场侦察、化学危险品探测、灭火、冷却、洗消、破拆、救人、启闭阀门、搬移物品、堵漏等作业，实现“机器换人”，大大提高消防部门扑灭恶性火灾的能力，对减少国家财产损失和灭火救援人员的伤亡具有重要的作用。（2）消防机器人技术实现要点消防机器人是融合了机械工业、计算机技术、电子技术、控制理论和人工智能等技术的集合体。在消防功能的实现上，主要包含以下的技术要点： 火源认定：机器人设计中应安装有”空气二氧化碳含量监测仪”、”红外线探测器”、”光谱强度监测仪”以及”灵敏温度传感器”等

5、监测仪器。主要分为两类：一类是内部传感器，用来探测在灾害事故现场中消防机器人自身状态参数，反馈给中央大脑DSP，进行合理的路径规划，并根据灾害事故现场情况合理安排，使消防机器人有序开展工作。另一类是外部传感器，用来探测灾害事故现场的各项数据（障碍物情况、火场温度、辐射热强度、有毒气体或者可燃气体种类和浓度和氧气含量等），为后方处理系统提供原始数据。 火源位臵判定：机器人核心单片机中可以储存所在位臵的三维立体地图，单片机在对监测仪收集到的信息进行处理时如发现有火灾发生便可根据三维立体地图大体确定火灾发生地点。 到达火源位臵：在机器人中央处理芯片中预存火灾发生位臵的全景三维立体地图，机器人在认定有

6、火灾发生并确定大概火灾地点后可根据地图导航前往火灾地点。 躲避障碍物：在机器人设计中加入避障前进系统，如”超声波探测仪”等仪器，可利用超声波反馈进行判定前方是否有障碍物并作出相应对策如继续前进”、“拐弯”等。 适当停位：机器人可根据红外线检测以及光谱强度判定大概温度并分析继续前进是否会对机器人本身造成伤害，以此确定机器人前进距离，以及是否继续前进。 供能以及驱动：机器人构造中设有电源电路和电机驱动等电路。一般采用双电源供电方案，机器人前进和灭火都需要电机驱动。机器人本就要求小巧轻便，所以电机要求体积小，重量轻，装配简单，使用方便。（3）消防机器人分类 从主要功能上可分为：灭火机器人、火场侦查机

7、器人、危险品泄漏探测机器人、破拆机器人、救人机器人、多功能消防机器人等。 从行走方式上可分为：轮式行走消防机器人、履带式行走消防机器人、履带轮式行走消防机器人、吸盘式行走消防机器人等。 从控制方式上可分为：线控消防机器人、遥控消防机器人、自适应消防机器人等。 从感觉功能上可分为：视觉消防机器人、嗅觉消防机器人、温感消防机器人、触觉消防机器人等。 从外形特征可分为：仿人形和非仿人形（即装甲车形）。（4）消防机器人发展历史消防机器人拥有无生命损伤性、可重复使用性和人工智能性。国际上对消防机器人的研究大致经历过三个阶段： 第一阶段的研究事基于远程控制操作，该阶段消防机器人被称为程序控制型； 第二阶段

8、的研究是通过安装各种传感器，开发感知功能，该阶段消防机器人被称为功能型； 第三阶段的研究是向智能化迈进，消防机器人不再是一堆冷冰冰的铁块，该阶段消防机器人被称为智能型。目前，以美国为代表的工业发达国家正处于第二阶段，加快开发具有不同细分功能的实用型消防机器人，以及低级智能型消防机器人，并为研制高级智能型机器人不懈努力。二、他山之玉：百花齐放，逐步向智能化人形机器人发展国际上较早开展消防机器人研究的是美国和前苏联，随后英国、日本、法国、德国等国家也纷纷开始研究该类技术。目前已有很多种不同功能的消防机器人用于救灾现场。1、日本：投入应用最多早在80年代，日本就研制了不少于5种型号的自动行驶消防机器

9、人，分别配备于大阪、东京、高石、太田、蒲田等消防部门。1986年，东京消防厅首次在火灾扑救中使用了“彩虹5号”灭火机器人。它以内燃机或电动机作为动力，配臵驱动轮或履带式行驶机构，能爬坡、越障碍；装有较大喷射流量的消防枪炮，能作俯仰和左右回转；装有气体检测仪器和电视监视设备；通过电缆或无线控制，控制距离最大为100m。2009年菊池制作所曾针对日本东京消防厅开发Mini Robocue。运用小型化概念并降低成本，试图让救援机器人能普及化。Robocue火场救助机器人由操作员远程操作，并可通过头灯上的监视摄影机眼观八方，可以毫无畏惧的冲进火势最猛的地方，拉住受困人员的下颚或是手脚，将他们救出火场。

10、2、美国：研发多用于海军舰队、军事使用美国消防机器人主要是救援、灭火等智能多功能人形机器人，多研发用于海军舰队，军事使用。主要研发机构为高校机构，包括弗吉尼亚理工学院，约翰霍普斯金大学等。并且DARPA（美国国防部高级研究计划局）每年会举办DRC机器人挑战赛，会有各类先进的服务机器人面市。较为耳熟能详的机器人有： CHARLI.2作为舰船上的自主消防机器人，不仅能用于消防灭火，还能跳江南Style。 SAFFiR舰船自主消防机器人在模拟场景下，能穿越复杂地形，借助热成像技术识别过热设备并使用软管浇灭小型火灾。 THOR战略作业机器人于13年11月在已经退役的U.S.S Shadwell试验舰上

11、成功的扑灭了船上的大火。 Chimp黑猩猩机器人配有六架照相机和一个激光雷达，可以为操作人员提供一个有关机器人周围环境的360度画面 Walk-man采用了全新的架构设计，大大减少了惯性和质量，此外其感官系统异常丰富，能在不同的情况下做出相应的反应。3、欧洲：非仿人形机器人智能化应用欧洲各国主要研制森林火源侦察、破拆等方面的非仿人形机器人，目前大部分实现了智能化应用。 挪威蟒蛇的消防机器人，它可以与标准的消防水带相接并牵着它们进入那些消防队员无法到达的区域进行灭火。 德国OLE球潮虫消防机器人可以实现2700平方英里的林地只要30个人保护。 德国路虎60雪炮机器人目前实现商业化应用，在国内北京

12、、厦门、武汉、成都等大多数大城市均有配备。 瑞典Brokk50破拆机器人目前在成都、青岛等消防部门都有配备。三、我国消防机器人起步晚，市场空间巨大1、目前仍以程序控制履带式消防车为主智起步较晚，高校、政府、企业合力开发。我国消防机器人研究相对较晚，1995年上海市科学技术委员会批准公安部上海消防科学研究所着手研制的我国第一台消防灭火机器人，即自行式消防炮。2002年6月，由公安部上海消防研究所、上海交通大学、上海消防局三家单位共同承担的国家863项目“履带式、轮式消防灭火机器人”研制成功并顺利通过国家验收。同时，消防机器人企业也纷纷成立，各式产品纷纷推出市场。 国泰科技消防灭火机器人是山东首台

13、遥控履带式消防灭火机器人，具有仰俯功能和直流喷雾转换功能，能够根据火场的实际火情需求调节水流的喷射形式和喷射角度。它能满足不同火场的救火需求，适用于石油化工、大型仓库、山林灭火和化学污染洗消行业。目前该产品已通过国家消防装备质量监督检验中心的技术鉴定。 火凤凰消防机器人是常州常探科技公司自主研发制造、获得国家专利的一款新型消防机器人。它采用先进的通讯系统，军事级双工数字通信，保密性强，抗干扰能力强，支持数据流实时反馈。多频率控制可以防止多台机器人工作在同一频率上，互相干扰。 苏州海伦哲专用车辆有限公司与上海轱辘轩工业设计有限公司共同开发的海伦哲消防机器人，在全面实现各种喷洒、排烟、灭火等功能的

14、同时，以全新造型塑造了机器人形象。性能赶上并超过进口同类产品，而价格则远低于我国进口同类产品，可取代进口产品。 上海强师装备有限公司生产的JMX-LT50型消防灭火机器人是目前国内应用较广的。值30余万元，具有爬坡能力强、操作简单等许多先进功能。它可通过无线摇控器灵活控制消防炮喷射方向，在极危险的火灾事故现场进行灭火、冷却、化学稀释等救灾工作。其消防水泡上面还有一个摄像头，可以对前方进行拍摄，并通过传输系统从灾害中心区域监视灾情，传输灾情动态图像，向现场指挥员提供救灾指挥信息。但目前的救灾机器人功能还不完善，只能整个消防救灾过程中的某一环节，例如火情侦察但不能灭火供水或排烟。2、政策催化助力消

15、防市场空间打开天津大火推动顶层设计。国务院安全生产委员会8月14日发布紧急通知，深入开展危险化学品和易燃易爆物品安全专项整治工作。通知强调需要进一步提升危险化学品和易燃易爆物品事故应急处臵能力，深化安全生产领域改革创新，加大各级政府和企业安全投入，大力推广应用先进适用的安全技术装备。消防机器人市场需求近五十亿元。2013年全国消防车总量为18016辆，新购臵的为2207辆。在政策支持和消防装备智能升级的基础上，预计未来将实现消防机器人对消防车的逐步替代。结合当前国内常用的JMX-LT50消防机器人（30万元起售）和瑞典Brokk50破拆机器人（200万起售）的价格，预计未来的市场需求会达到50亿元。百亿级救灾价值，空间巨大。2013年全国发生的火灾有38.8万起，直接财产损失达48.5亿元，消防部队抢救和保护的财产价值达到359.2亿元。3、消防机器人“智能化+专业化”发展空间巨大先易后难，边研制边推广循序渐进。从目前的研发状况来看，救灾消防机器人大多处于研发中，技术上并不成熟。国内机器人企业在消防机器人领域尚未推出可大规模使用的成熟产品。因此可以先从灭火机器人，火场侦察机器人着手；然后是破拆、救人以及多种功能组合的消防机器人：控制方式可先从有线、无线的远距离程序控制开始，逐步向自适应型消防机器人发展。智能化：消防机器人越来越“聪明”，不仅仅可以