一、方案背景
消防救援屬于高危作業(yè)，火場、危化泄漏、建筑坍塌現(xiàn)場普遍存在高溫濃煙、有毒缺氧、爆炸、二次坍塌風(fēng)險(xiǎn)，人員直接進(jìn)場極易造成傷亡，人工偵察難以全面、快速采集現(xiàn)場環(huán)境、火源、被困人員信息，指揮決策缺少直觀數(shù)據(jù)支撐。
武漢世隆科技推出滅火型四足機(jī)器人和消防偵察四足機(jī)器人，融合偵察、滅火、環(huán)境監(jiān)測、遠(yuǎn)程指揮能力，可替代消防員進(jìn)入高危區(qū)域作業(yè)。設(shè)備搭載激光雷達(dá)、雙光譜熱成像、多參數(shù)氣體傳感器、360°全景VR相機(jī)、高壓消防水炮與1.4G自組網(wǎng)通信，自主完成地形穿行、火源定位、生命搜尋、有毒氣體監(jiān)測、遠(yuǎn)程滅火作業(yè)；數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)回傳指揮平臺(tái)，選配三維點(diǎn)云模塊可完成現(xiàn)場三維建模，用于災(zāi)后事故勘查溯源。
二、系統(tǒng)整體架構(gòu)
整套系統(tǒng)分為運(yùn)動(dòng)底盤、感知載荷、滅火執(zhí)行、無線通信、手持操控、綜合管理平臺(tái)六大單元，硬件包含XY-F2-M40四足機(jī)器人本體、高壓消防水炮、1.4G自組網(wǎng)基站、手持遙控終端、消防管理平臺(tái)、熱成像云臺(tái)、全景相機(jī)、氣體傳感器，支持本地?zé)o線操控與上級(jí)消防支隊(duì)指揮中心遠(yuǎn)程對接。
核心產(chǎn)品優(yōu)勢
全地形超強(qiáng)通行：適配廢墟、工地、多層樓梯、狹窄管廊，摔倒自動(dòng)復(fù)位，動(dòng)態(tài)自適應(yīng)切換步態(tài)；
偵察滅火一體化：一臺(tái)設(shè)備同步完成火源搜救、環(huán)境監(jiān)測、遠(yuǎn)程噴射滅火；
持久連續(xù)作業(yè)：分體電池10秒無工具快換，可選自主充電、低電量自動(dòng)返航；
沉浸式遠(yuǎn)程勘察：8K全景相機(jī)構(gòu)建立體火場，遠(yuǎn)程VR可視化查看；
智能自主作業(yè)：選配16線激光雷達(dá)實(shí)現(xiàn)三維建圖、自主巡航、動(dòng)態(tài)避障。
三、核心業(yè)務(wù)功能
遠(yuǎn)距離無線遙控操控
標(biāo)配1.4G專網(wǎng)自組網(wǎng)，無遮擋遙控距離1km，圖像時(shí)延≤300ms；支持5G拓展，不受墻體、濃煙遮擋限制。手持終端同步顯示設(shè)備前后雙路高清畫面，支持視頻錄制，遠(yuǎn)程控制機(jī)器人行走、攀爬、水炮噴射角度與流量檔位。
火源與被困人員精準(zhǔn)探測
雙光譜熱成像穿透黑暗、濃煙，捕捉人體與高溫?zé)嵩矗淮钆涓哽`敏拾音器采集現(xiàn)場呼救，系統(tǒng)自動(dòng)標(biāo)注救援點(diǎn)位。
火場環(huán)境實(shí)時(shí)預(yù)警
泵吸式氣體傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測CO、SO?、NO?、臭氧、PM2.5/PM10，濃度超標(biāo)自動(dòng)彈窗報(bào)警，同步采集溫濕度數(shù)據(jù)歸檔。
遠(yuǎn)程多功能滅火作業(yè)
高壓水炮最大射程60m，支持直流/噴霧模式切換，可快速更換泡沫炮頭；三檔流量20/30/40L可調(diào)，適配不同火情；快插DN65/DN80進(jìn)水口，支持遙控自動(dòng)脫管，減少現(xiàn)場人員近距離操作風(fēng)險(xiǎn)。
快速換電/自主充電
電池與機(jī)身分體式設(shè)計(jì)，10秒內(nèi)無工具完成更換，更換后直接啟動(dòng)；選配充電塢，低電量自動(dòng)返航對接充電，保障長時(shí)間連續(xù)處置。
三維點(diǎn)云火場建模（選配）
激光掃描生成無光源三維地圖，精準(zhǔn)記錄墻體、設(shè)備損毀痕跡，用于火災(zāi)溯源、物證留存、責(zé)任判定。
多級(jí)平臺(tái)聯(lián)動(dòng)調(diào)度
消防管理平臺(tái)響應(yīng)速度快，識(shí)別、操作響應(yīng)＜2秒，數(shù)據(jù)錄入＜1秒，可無縫接入支隊(duì)指揮中心，統(tǒng)一匯總視頻、溫度、氣體、滅火作業(yè)全量數(shù)據(jù)，支持歷史回放、巡檢臺(tái)賬導(dǎo)出。
四、全套硬件詳細(xì)技術(shù)參數(shù)
（一）四足機(jī)器人運(yùn)動(dòng)平臺(tái)
外形尺寸：站立≥1000×400×600mm，整機(jī)帶電池重量65kg；
運(yùn)動(dòng)性能：最大奔跑速度≥3.5m，常規(guī)行走≥1.5m/s；最大爬坡45°，單次跨越障礙≥40cm；
樓梯通行：16–18cm標(biāo)準(zhǔn)樓梯最快5秒15級(jí)，樓梯內(nèi)支持360°原地轉(zhuǎn)向；
負(fù)載與續(xù)航：靜態(tài)站立承重≥120kg，持續(xù)行走載重≥40kg；空載續(xù)航5h/20km，20kg負(fù)載續(xù)航4h/15km；
防護(hù)與材質(zhì)：整機(jī)IP67防護(hù)，機(jī)身、小腿采用中空高強(qiáng)度鋁合金，抗摔抗沖擊不變形；
關(guān)節(jié)性能：機(jī)身關(guān)節(jié)-45°~+45°，大腿-220°~+50°，小腿-140°~-20°；單關(guān)節(jié)最大扭矩≥360N?m，電機(jī)驅(qū)動(dòng)內(nèi)置關(guān)節(jié)中空模組；
電池配置：45Ah三元鋰電池，額定能量2250Wh，額定電壓58V，最大充電電流15A；分體快拆結(jié)構(gòu)，更換時(shí)間≤10秒，無需外接線纜即可啟動(dòng)；
運(yùn)動(dòng)模式：支持踏步、行走、小跑、機(jī)身高度調(diào)節(jié)，外力失衡可自主爬起，廢墟、工地、斜坡均可穩(wěn)定前后/左右/原地轉(zhuǎn)向；
安全保護(hù)：軟硬雙重急停、摔倒停機(jī)、低電壓報(bào)警、過溫停機(jī)多重防護(hù)；
視覺感知：機(jī)身前后各130°廣角1200萬像素相機(jī)，結(jié)合地形感知?jiǎng)討B(tài)切換步態(tài)，支持APP分屏同步查看畫面。
（二）手持遙控終端
顯示：10英寸以上高亮屏，分辨率≥1280×800，屏幕亮度≥900nit；
系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)：兼容Win10/Linux系統(tǒng)，集成WiFi、藍(lán)牙、以太網(wǎng)；
圖像功能：通過自組網(wǎng)實(shí)時(shí)調(diào)取機(jī)器狗前后高清畫面，支持本地視頻錄制存儲(chǔ)；
控制能力：20路以上控制通道，可遠(yuǎn)程控制機(jī)器人全地形移動(dòng)、上下樓梯，同步遠(yuǎn)程操控消防水炮全部動(dòng)作。
（三）1.4G專用通訊模塊
基礎(chǔ)頻段：1.4G專網(wǎng)通信，最大圖傳帶寬10Mbps；
傳輸鏈路：圖傳、數(shù)、遙控三合一TDD雙向鏈路，雙天線2T2R收發(fā)；
傳輸性能：圖像端到端時(shí)延≤300ms，支持ARQ丟包重傳，兼容H.264/H.265視頻編碼；
對外接口：數(shù)據(jù)串口/Sbus，地面端網(wǎng)口輸出，移動(dòng)端HDMI/網(wǎng)口雙輸出。
（四）高壓消防水炮模塊
噴射指標(biāo)：最大射程≥60m，噴霧廣角120°；水平擺角±20°，俯仰20°~60°；
流量模式：三檔可調(diào)20/30/40L/s，電控炮頭支持直流、噴霧一鍵切換，可快速替換泡沫炮頭；
管路設(shè)計(jì)：多路快插進(jìn)水接口，兼容兩路DN65或單路DN80，具備遠(yuǎn)程遙控自脫管功能，全程無線操控。
（五）機(jī)器人綜合管理平臺(tái)系統(tǒng)
響應(yīng)性能：智能識(shí)別分析響應(yīng)＜2秒，日常操作響應(yīng)＜2秒，數(shù)據(jù)錄入響應(yīng)＜1秒；
聯(lián)動(dòng)能力：標(biāo)準(zhǔn)化對接接口，可直接接入屬地消防支隊(duì)指揮中心平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)上下級(jí)數(shù)據(jù)互通、統(tǒng)一調(diào)度。
配套感知設(shè)備
360°8K全景VR相機(jī)、384×288分辨率雙光譜熱成像云臺(tái)、泵吸式多參數(shù)氣體傳感器，分別負(fù)責(zé)全景現(xiàn)場采集、熱源生命探測、有毒氣體實(shí)時(shí)監(jiān)測。
