爬楼梯运输机器人近年来，随着社会的进步，各种火灾事故也频繁发生。在城市中的高层建筑发生火灾时，传统的消防车无法进入高层建筑楼内灭火，需要消防员携带装备从楼梯行进到高层建筑内部起火点进行灭火和救援作业，由于消防人员无法携带较重的装备从楼梯徒步到达较高楼层，因此限制灭火作业快速、有效地开展。另外，高层建筑着火时会产生在楼道中产生烟雾或有毒气体，这些都会对消防救援人员的安全造成严重的威胁。该成果是一种可以进入高层建筑内部的爬楼梯运输机器人，辅助或替代消防救援人员实施搬运、救援等任务，对高层建筑消防救援任务的完成具有重要意义。

一、示范成果简介

该成果为面向高层建筑消防救援的迫切需求，针对高层建筑楼梯环境转运任务，提出一种面向高层楼梯环境的具有自适应能力、多运动模式、变运动姿态的轮-履-腿复合运动机构，攻克在高层建筑内的楼梯等狭小空间内移动机器人的移动机构、自身协同运动技术、上下楼梯中如何对负载的实现平衡稳定的技术等关键技术，研发可在我国各类高层建筑楼梯间使用的爬楼运输机器人。该机器人兼具了履带机器人的爬坡能力、麦克纳姆轮机器人的全方位移动能力和腿式机器人的越障能力，可根据实际工况进行调整和变换三种运动模式，增强了机器人的高层建筑楼梯环境工作能力。实现“机器代人”在高层建筑内的救援、转运工作，有效的保障消防人员的人身安全。

二、示范应用情况

2025年11月该成果配发至辽宁省科技示范基地实际应用。本溪支队将该成果在示范基地展示后，先后在特勤站、溪湖大队面向全市班长骨干及消防员开展应用培训，支队法工科全程指导跟踪。此次培训累计参训百余人次，反响热烈。培训内容主要包括爬楼梯运输机器人研发背景，工作原理，适用场景，实际操作四部分。因爬楼梯运输机器人不是通用设备，其特殊的适用边界和范围要求操作人员熟练掌握机器人操作技巧，因此，培训工作重点落在了实际操作，各班长骨干兴趣很高，积极动手操作。培训以学员们能够熟练操作机器人灵活穿梭于楼梯间，将百余斤装备与物资抵达目地楼层为合格标准。经过培训，消防员们深刻感受到智能建造技术的魅力，也对未来智能消防救援有了更直观的认识。

三、示范应用成果的优点

爬楼梯运输机器人创新的全地形结构，轻松实现爬楼与平地模式自由切换，确保救援安全高效。

一是在履带式爬坡能力方面，爬楼梯运输机器人在30°倾斜角的混凝土楼梯上，以0.8m/s的速度稳定行驶，履带与楼梯表面的摩擦力系数达到0.65，未出现打滑现象。

二是在全方位移动能力测试中，机器人在标准楼梯平台（2m×2m）内完成360°原地旋转仅需8秒，横向平移速度达0.5m/s，较传统轮式机构转向效率提升40%。

三是腿式越障能力测试中，可跨越高度30cm的台阶，关节扭矩达360N·m，越障响应时间小于0.3秒。不同工况下的模式切换测试表明，机器人可在1.2秒内完成从履带模式到腿式模式的转换，在积水（50mm深度）、油污（摩擦系数0.3）混合场景中，自适应调节系统使通过成功率保持在92%。

四是环境感知模块集成的激光雷达与热成像设备，能实时识别楼梯材质（混凝土/大理石/木质）并调整驱动力分配。装备运输速度测试显示，机器人在携带50kg消防装备时，爬楼速度达12阶/分钟，相较消防员人工搬运（6阶/分钟）提升100%。该功能还可应用于一些火灾现场勘验环境。

五是可起到消防员体力消耗降低的作用。模拟救援场景中，使用机器人辅助后，机器人将火场内部温度、气体浓度等数据回传延迟控制在1秒，有效缩短外部指挥决策时间。

四、示范应用成果的缺点

一是成本高，连续运行故障发生率上升。当前轮-履-腿复合机构机器人平均制造成本约85万元，其中精密传感器与伺服电机占总成本的62%。全生命周期成本分析显示，年均维护费用达12万元，主要源于履带齿（寿命约500小时）和关节轴承（寿命约800小时）的更换需求。机器人连续运行有故障发生率上升的风险，主要表现为液压系统漏油和控制系统响应延迟。

二是环境适应性不足。特殊楼梯环境测试中，在宽度小于0.8m的旋转楼梯（曲率半径1.5m）场景下，机器人通过率仅65%，存在转向卡顿现象。温度测试显示，-10℃环境中电池容量衰减至标称值的72%，高温下电机持续工作时间也存在缩短现象。在覆盖的楼梯表面，制动距离较干燥状态延长。

三是技术成熟度问题。关键技术稳定性测试中，运动控制系统在连续上千次楼梯攀爬循环后，存在位置控制误差。系统可靠性验证表明，在电磁干扰环境（场强30V/m）下，存在无线通讯中断概率。

四、示范应用成果的建议：

一是开发基于光谱分析的温度检测系统（误差≤±1.5℃），提升高温定位精度。

二是构建全国统一的机器人消防作业数据库，涵盖高层建筑的结构参数

三是制定模块化部件的通用标准，降低维护成本。

来源：消防科技信息网