井下巡检机器人方案

轨道巡检机器人系统方案说明书二零一玖年伍月目录1 总则 32 标准及规范 33 基本要求 44 正常工作条件 45 结构及外观要求 46 环境及工程条件 56.1 正常工作条件错误!未定义书签。6.2 特殊工作条件56.3 工程条件57 性能要求 57.1 电源适应性（根据现场自主选择）57.2 运动性能要求57.3 云台性能要求57.4 自动导航定位要求67.5 通讯性能要求67.6 轨道要求67.7 可靠性要求78 基本功能要求 78.2 机器人导航方式与自检 88.3 控制功能88.4 巡检和检测功能 88.5 其他99 安装具备基本条件 910 智能化巡视建设方案 911 产品参数 111 总则1）本技术条件书适用于输煤带轨道巡检机器人，它提出了输煤带轨道巡检机 器人的整体设计、结构、功能、软件协议等方面的技术要求。2）本技术条件书提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节做出规 定，亦未充分引述有关标准和规范的条文，供方应提供符合本技术条件及交货时 有关现行行业标准的优质产品。3）本技术条件书为针对输煤带轨道巡检机器人巡检建设方案。4）除非得到需方的认可，供方提供的产品、零部件、材料等均不应包含对 人体有害的物质。2 标准及规范本设备技术条件书提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节做出 规定，设备须严格执行现行国家标准和煤炭行业标准，有矛盾时，按要求较高的 标准执行。引用标准如下：中华人民共和国煤炭行业标准目录 GB3836.1-2010爆炸性环境第1部分：设备通用要求 GB3836.2-2010爆炸性环境 第2部分：由隔爆外壳“d”保护的设备 GB3836.3-2010爆炸性环境 第3部分：由增安型“e”保护的设备 GB3836.4-2010爆炸性环境 第4部分：由本质安全型“i”保护的设备 GB3836.4-2010爆炸性环境 第13部分:爆炸性气体环境用电气设备的 检修 GB/T 31091-2014煤炭管理通用技术要求 MT/T 1007-2006矿用信息传输接口 MT/T 1006-2006矿用信号转换器 MT/T 1008-2006煤矿安全生产监控系统软件通用技术条件 GB 50532-2009煤炭工业矿区机电设备修理设施设计规范GB/T 50658-2011 煤炭工业矿区机电设备修理厂工程建设项目设计文件编制标准3 基本要求1）输煤带轨道巡检机器人应至少配置一套智能巡检机器人，一套巡检轨道， 一套高速驱动系统、一套皮带感知识别系统、一套通讯网络、一套智能集中管控 系统等硬件和软件的建设，以及配套施工、机械、电气、控制等相关设备和材料。 业主可结合实际工作需要提出其它系统配置。2）输煤带轨道巡检机器人所有部件应能承受贮存、运输和巡检条件下所规定 的各种环境条件，包括：空气湿度大，空气中浮游杂质如煤尘、含量高，腐蚀性 气体如C02、NO、N02、SO2等、含量较高等。3）输煤带轨道巡检机器人按现行的国家标准、行业标准选用材料。当选用标 准以外的材料时，应经过鉴定证明其性能满足设计要求，方可选用。材料的选用 应考虑到维修中的互换、备料和代料。4 正常工作条件工作环境温度：-35C+70C；相对湿度：5%60%；5 结构及外观要求1）外壳表面有保护涂层或防腐设计，外表光洁、均匀,无伤痕、毛刺等其它 缺陷。2）外壳和电器部件的外壳无带电且安装防爆装置。3）内部电气线路排列整齐、固定牢靠、走向合理，便于安装、维护，并用醒 目的颜色和标志加以区分机器人外观图（可根据用户需求开模定制）6 环境及工程条件6.1特殊工作条件当超出规定的工作条件时，由用户与供应商协商确定。6.2 工程条件 适用于输煤带环境，并在空气湿度大；空气中浮游杂质如煤尘、含量高；腐 蚀性气体如CO、NO、NO、SO等、含量较高环境下正常运行。2 2 27 性能要求7.1电源适应性（根据现场自主选择）机器人本体宜采用蓄电池（电压直流48V），机器人充电桩（防爆）电源输 入宜采用交流220V/50Hz；7.2运动性能要求在轨道上运行的最大速度应不小于 30m/min；7.3云台性能要求1）预置位数量大于 500 个；2）垂直范围-75+90；3) 水平范围180。7.4 自动导航定位要求重复导航定位误差不大于5mm；7.5 通讯性能要求通讯系统主要包括信号转换器、直流稳压电源、定向天线、光缆、光纤分线 盒交换机等，信号转换器主要用于搭建无线通讯网络平台，实现整个系统中控制 上位机与巡检机器人之间的信息传输。也允许符合国际标准的其他无线设备接入 网络。为使通讯系统达到通畅和稳定的指标，防护等级IP67及以上，保证信号 转换器在具有有害气体，粉尘和淋水的条件下直接使用，不需要搭建额外的防护 罩，具体技术参数如下：1IEEE 802.11a IEEE 802.11b, IEEE 802.11g, IEEE802.3,IEEE802.3u2防雷：IEC 1000- 4 - 2 / Instant Surge 4KV3射频单兀2.4GHz,最咼帀觅150Mbps4最高接收灵敏度达-80dBm，覆盖性能优异5最大输出增益20dBm (500mW)6最佳链路速率优化，负载均衡优化7运营商级水平设计，稳定可靠，长期运行无需维护7.6 轨道要求轨道型材采用高强度工字钢，可以拼接，并且可以根据现场地形设计弯曲度1) 最小弯轨道弯曲半径：R300mm2) 承载重量：50KG以上。3) 轨道应能够防锈，防腐蚀。7.7 可靠性要求1）如采用电池供电一次充电续航能力不小于 4 小时（具体续航时间根据用户 实际需求调节）；2）在排除光线、拍摄角度等影响因素外，仪表读取数据准确率不低于 97%。8 基本功能要求（一）智能集中管控系统是整个系统的大脑，负责接收、处理、计算、分析、 识别红外仪、激光器、传感器等现场设备的数据和控制整个系统的运行。（二）主要包括落煤管堵塞感知、皮带撕裂感知、皮带跑偏感知、现场温度感 知、视频监视、动态追踪六大功能。（三）支持灵活的巡检模式，包括人工远程操控巡检、任务计划型巡检、重点 区域巡检、定时定点监测、皮带联动巡检等模式。（四）系统可以定点或动态实时显示制定位置的皮带上燃煤的横截图形，并计 算出体积流量。（五）当落煤管发生堵塞时，系统可在1 Os之内确定感知，并发出预警，可关 联皮带，自动停止。（六）当皮带发生撕裂时，系统可在 5s 之内确定感知，并发出预警，可关联 皮带，自动停止。（七）当皮带发生跑偏时，系统可在 5s 之内确定感知，并发出预警，可关联 皮带，自动停止。（八）当现场温度发生超咼时，系统可在10s之内确定感知，并发出预警，可 关联皮带，自动停止。（九）可自动灵活操控机器人通过视频无死角的掌握现场实际情况。当现场出现堵塞、撕裂、跑偏、温度超高时可自动跟踪锁定异常位置，将现场画面第一时filler%凶III间展示在控制台。系统拓扑图）8.2 机器人导航方式与自检机器人采用轨道导航方式。机器人具备自检功能，自检内容包括电源、驱动、通信和检测设备等部件的 工作状态。8.3 控制功能通过平台可以实现机器人位置控制，具备水平、垂直运动功能，使得检测范 围可覆盖煤场内所有设备，其中水平行程取决于导轨的长度。机器人能正确接收本地监控和远程集控后台的控制指令，实现云台转动、车 体运动、自动充电和设备检测等功能，并正确反馈状态信息；能正确检测机器人 本体的各类预警和告警信息，并可靠上报。8.4 巡检和检测功能1）系统支持全自主和遥控巡检模式。全自主模式包括例行和特巡两种方式。例行方式下，系统根据预先设定的巡 检内容、时间、周期、路线等参数信息，自主启动并完成巡视任务；特巡方式由 操作人员选定巡视内容并手动启动巡视，机器人可自主完成巡检任务。遥控巡检模式由操作人员手动遥控机器人，完成巡视工作。2）本系统建成后，可实现及时、可靠、稳定的落煤管堵塞感知、皮带撕裂感 知、皮带跑偏感知、现场温度感知、视频监视、动态追踪六大功能。输煤廊道的 巡检工作将由智能机器人代替人工作业，巡检速度将提高 3 倍以上，可实现全天 候无间断的巡检，落煤管堵塞、皮带撕裂、皮带跑偏、现场起火的感知识别能力 将全面提升，可靠性、及时性提高一倍以上，准确性达到 90%以上，同时现场画 面实现动态追踪，可在第一时间掌握现场情况。8.5 其他1）提供机器人与本地监控后台的通信协议以及相关例子程序；2）所有连接件、紧固件有防松措施；3）连接线固定牢靠，布局合理，不外露；4）零部件更换方便、快捷；5）智能机器人机体、机器人充电座、电池及随任务现场配套使用工具等装箱 储运。9 安装具备基本条件1）安装场所顶部留有安装轨道的连续空间、顶部或墙壁可打孔。2）场所内具备220V电源、光纤接口。10 智能化巡视建设方案通过安装视频监控、红外云台测温、内环境监测、保护信息管理系统等系统， 建立智能巡检管理平台，将设备运行的状态信息、视频图像信息进行整合和集成， 实现巡视工作的可视化、智能化，从而达到延长巡检周期或取代人工巡检的目的。巡检场所：煤炭输煤带1）现场环境远程可视化日常巡视：按照事先设定的巡视顺序，运行人员在控制室查看摄像头自动旋 转巡检的信息，具备自动和手动巡视功能。 专业巡视：依次查看预先设定的重要设备或点位火灾预警、气体、温湿度、 噪音、设备运行情况。特殊巡视：依据天气、设备运行情况可自由选择或自由设定部分设备的巡视。 2）设备运行状态信息实时采集 通过各种在线监测技术和手段，实时采集信息生成报表，具备异常的自动报 警功能。3）智能巡检管理平台 整合视频监控系统，将设备的图像信息、运行信息集成一个画面上，实现设 备外观和内在运行状态的统一监视。监控数据中心）11 产品参数输煤带巡检机器人系列产品（备注：o选配标配按实际需求定制）选配定制型号基本参数轨道最大载重08100 （300kg） / 4080（80kg）巡检轨迹直线/S弯/爬坡工作环境温度/湿度 -40CT80C/RHW90%输入/输出电压/功率 AC220V/DC2436V 9A/200W预设位置数量（10000）供电方式（滑触线/拖缆/锂电池）外形尺寸/重量固定式主机外形尺寸/重量长 442mm*宽 468mm*高 500mm升降式外形尺寸/重量长 442mm*宽 468mm*高 900mm轨道外形尺寸/重量8100 （约 6.3gk） 4080（约 6gk）驱动伺服驱动转弯缓冲爬坡角度（090）制动距离（02m）水平移动速度（02m/s）升降云台云台水平范围360云台垂直范围0-180可见光摄像机海康：iDS-2DF8231IX-A（B）垂直升降距离（02m）垂直升降速度 （01 m/s）升降架结构（竹节式/父剪式）升降定位精度2mm升降结构最大载重50kg网络通信控制协议 TCP/IP数据传输电力载波/无线通信速率0100Mps数字视频输出RJ45网线接口模拟视频输出O巡检配置单次续航里程巡检轨道类型O （单片式/工业型材/工字钢）自动充电系统O （接触式/无线）导航定位精度2 mm定位方式O（2D/3D）智能定时巡检O智能遥控巡检O智能数据分析自检系统O紧急避障功能O （红外/雷达）设备配置可见光检测O （4002000米）红外夜视O红外热成像范围0（0.3*）局放探测O气体探测O温度探测O湿度探测O设备运行/故障指示灯红蓝绿双向语音对讲O机身防护类型O （IP54/66/69）LED补光灯DC1236V智能跟踪O此方案同时适用于井下各场所，井下输煤皮带、井下配电房等。井下输煤皮带轨道式巡检机器人不需降功能。