化工行业巡检防爆机器人方案

山东安软机器人科技有限公司 研发一款用于石化企业等易燃易爆高危环境下的防爆巡检机器人，推进石化行业智能数字化建设，减少安全隐患，提升危化企业的本质安全管理。

应用背景

     为加强高危场所的巡检工作，一般都专门设置巡检工人，定时对设备、高危场所进行巡检。化工行业 巡检作为石化企业中一个必不可少的重要环节，承载着成品油的运输及终端销售供给的作用。为确保成品油的运输安全，每天安排大量的专业人员对输油场站内的管路及设备进行定时巡视。由于受巡检工个人工作能力的限制，巡检质量参差不齐。同时石化企业本身属于高危行业，巡检工人随时可能会遇到危险。如何采用高科技手段实现节能增效的目标、提升危化企业的本质安全管理水平是个亟待解决的课题。

方案架构

功能介绍

多传感器协同，全方位检测     模块化设计，多类核心部件一体装载整机防爆设计，可用于Ⅱ类爆炸环境

轮式防爆机器人系统说明

改防爆巡检机器人由防爆四轮差速底盘搭载防爆外挂无线充电模块、扬声器、拾音器、多气体传感器、声光报警器、云台摄像机，激光雷达以及超声波测距等设备构成，最终设计如下：

    防爆轮式巡检机器人本体为数据采集端，通过现场确定被巡检设备并规划最优路径，使机器人能够按照巡检要求进行点检作业。巡检机器人本体上携带自动旋转云台，用于采集巡检设备和环境图像信息。并且采用智能双视云台，上面搭载高清摄像机与热成像仪，可对现场设备进行高效巡视，镜头装有雨刷，能够清理镜头保护玻璃上的水渍和浮土等，使监控画面维持在较清晰的状态。在无线基站之间通过光纤进行连接，可实现数据传输。

1、互联网功能

具有网络通讯功能，可接入互联网，将数据传输到后台监测指挥中心，进行数据分析，辅助决策。

2、远程升级与诊断功能

通过互联网功能实现对机器人的远程升级及故障分析。

3、热源检测功能

通过红外热成像实现对热源的检测，热红外成像技术提供了先进的全天候前视系统，3~5微米和8~14微米的热红外线两个波段可以使在完全无光的夜晚，或是在大雾烟云气候下，清晰地观测到前方的一切现场情况。

4、环境探测功能

搭载多气体传感器，实现对现场烟雾、危险气体及可燃气体等多种气体的检测分析。

5、双向对讲功能

外挂拾音器和扩音器，不仅可实时采集现场声音，进行音频分析，还能进行双向对讲，可实现工作人员远程指挥。

6、自主避障功能

激光雷达加超声波测距，自动识别障碍物距离，灵敏度高，检测距离远，避免操作失误，操作简单方便。

7、自动充电

巡检机器人具有自动充电功能，机器人本体检测到电量低，自动寻找充电桩，进行充电。

1.双轮差速驱动设计，SLAM激光雷达导航，适用于狭窄的运行环境。

2、具有立体旋转云台，能够对变电站设备进行立体式巡视。

3、具有视觉识别功能，能够实现设备红、黄报警指示灯的状态识别，开关闸、阀门、仪表等的外观、位置及状态数值识别。

4、具有远红外热像仪，能够实现巡检目标发热温度的测量。

5、具有人脸识别、车辆识别、身份识别、语音交互等功能。

6、具有智能随工监测的功能。

7、具有异味气体监测、异常噪声监测、温湿度监测、粉尘监测等功能。

8、可配置资产盘点模块，实现资产出入库及状态统计功能。

9、可配置激光测振模块，实现生产区域转机轴系管道等振动测量。

海科新源化工样品智能运输车解决方案

一、项目概述及技术指标

1、     储运部取样：储运部操作工将取出的样品放置到位于装车区经停点、装桶区经停点的机器人上，手动触发机器人沿蓝色线路将样品送到中心化验室经停点，到达中心化验室经停点后，需要通过电话等方式通知中心化验室人员取样。样品取出后，支持手动触发等方式告知机器人返回储运装车区经停点、装桶区经停点。

**距离：单程距离约0.4km（走大门只写0.8）。来回1.6公里   计算：频次：往返12次/8小时  1.6*12=19.2公里/8小时  

样品瓶：1.250ML 圆形 直径6cm*12.5cm

2.500ml 直径7cm*16cm

 3.1000ml  直径10cm*19cm

**运送数量：15瓶左右/趟 满足容量要求

2、     公司装置内取样：机器人从中心化验室经停点出发，沿红色线路，需要到PG装置经停点（1）、溶剂装置经停点(2)、DMC装置经停点取样(3)，样品放置在路旁的箱子内，由于机器人不具备自动装车功能，需要通知经停点附近的操作工来将样品放置到机器人上。建议每到一个经停点，机器人停车等待，直到附近的操作工完成放样后，手动触发机器人去下一个取样点，依次重复，完成所有取样点取样工作后，小车自动返回中心化验室，并通知中心化验室人员出门取样，

**距离：单程距离约0.6km。 来回1.2公里    运送频次：1次/小时  24小时   24*1.2=28.8(公里)

样品瓶：1.250ML PP瓶  圆形 直径：6cm*高12.5

        2．西林瓶盒：正方形：长宽高14*14*5cm

        3. 500ML钢瓶：柱状 长42cm* 直径5.5cm

第一个经停点：1个西林瓶盒 8个250ml pp瓶 2个500ml钢瓶

第二经停点：1个西林瓶盒10个250ml pp瓶 6个500ml钢瓶.

第三经停点：1个西林瓶盒3个250ml pp瓶

总计：1个个取样品：大约32个样品瓶  24小时28.8公里理论

二、化工样品智能运输车解决方案

按照化工需求，距离来回2KM  20次/8小时 每个小时2.5次 共计 16公里/小时，一次大约20分钟一趟，这样要求智能运输车速度8KM/小时可以满足其应用，调度系统通过无线WIFI覆盖或者采用5G活动区域，根据要求进行匹配模式进行调度系统通信，目前使用融合导航方式 融合视觉避障，激光雷达导航的方式进行物流运输 如图所示：

无人物流车样品车辆（参考）

自动样品箱参考

应用场景参考

一 .样品物流车技术参数

Ø  地图构建：精确2D/3D地图构建

Ø  精确定位：厘米级定位精度

Ø  自主导航：点到点自主规划路径

Ø  路径规划：客户端直接绘制期望路径

Ø  智能绕障：主动生成局部绕障路径

Ø  主动充电：给定充电任务 自动完成充电桩对接

Ø  定点设置：可设置多个任务与充点点

Ø  路径组合：根据实际需求对多路径组合

Ø  地图编辑：绘制虚拟墙明确导航禁区

Ø  标准控制台：通过标准控制接口

Ø  合成自动驾驶API接口

二．感知硬件技术参数

Ø  地图构建：16线激光雷达 超声波雷达

Ø  通讯硬件：车规级CAN通讯，千兆网络平台

Ø  定位硬件：双天线RTK模块，模块导航

Ø  算力硬件：NVIDIA Jetson AGX Xavier 多冗余平台

三． 控制台软件技术参数

Ø  地图调度：实时看到车辆状态和路线图

Ø  作业控制：支持与呼叫软件结合作业

Ø  防爆PDA：支持手机软件呼叫模式

Ø  设备监控：支持温湿度，摄像头等相关监控

Ø  其他软件功能：自动导航，远程驾驶等功能

四．   主要底盘技术参数

Ø  整车尺寸不低于 1800*820*1100

Ø  底盘质量：156千克

Ø  结构形式：前转后驱 阿克曼转向

Ø  离地间隙：110mm

Ø  轴距：645mm

Ø  轮距：645mm

Ø  轮胎直径：420mm

Ø  驱动电机：直流无刷

Ø  电池：48V/100A

Ø  制动方式：液压碟刹+电机制动

Ø  驻车方式：电磁抱闸

Ø  垂直负载：300KG

Ø  运行速度：18KM/小时

Ø  续航里程：80KM（视负载情况）

Ø  涉水深度：100mm

Ø  最大爬坡角度：满载10°

Ø  通讯模式：CAN2.0

Ø  防爆级别：电池采用隔爆，电机采用dll  BT4  ，提供防爆检测解决方案  整体车体防爆隔爆

五．自动样品转运箱体技术参数

Ø  箱体尺寸1100mm*600mm*700mm（要求箱体采用通风、制冷或其他方式实现箱体内温度内不高于环境温度（风扇自动调节电路板）

Ø  参照质检公司运送样品表，要求样品可以分类装置

（箱体内设计内胆，可将样品按装置整个拿出（模块化装置）

Ø  按照用户要求定制箱体图案

Ø  雨天进水后，水可排出

Ø  箱体和车体保持隔离，如车体发生打火等避免影响箱体

Ø  箱体内配有感知系统，如温度、烟感、摄像头等，保证箱体内样品发生故障后可后台告警等

Ø  箱体增加静电消除方法（可参考危化品运输车辆）

Ø  箱体内增加自动灭火设施，可根据车能温度识别着火自动启动灭火

六．无线电充电方案

下图无线充电发射器:

无线充电接收器：

七、无人物流车行业防爆方式

电磁防爆与电机防爆：

电池防爆

电机防爆:

3C防爆伺服电机

AKM 3C防爆伺服电机，可在气体二区和粉尘一区使用，具有小巧，经济，性能优异的特点

性能稳定，基于AKM电机平台,稳定可靠，性能优异

防爆性能突出：满足国家CCC要求；二区气体防爆等级；一区粉尘防爆等级

本地生产，本地研发：本地供应链，使性价比和货期能够更贴近客户需求

定制化解决方案：可以为客户提供定制化的解决方案，更快的响应客户不同的需求。比如：低温，双出轴，定制编码器等等

电工电气输变有限公司应用需求方案

山东电工电气输变有限公司应用需求方案

一．项目整体情况

山东电工电气输变有限公司目的是通过 AGV 代替人工来实现绝缘材料材料载运工作，主要通过绝缘件车间（始发）到特高压车间绕制车间配送物流，主要是车间内部运送 实现工序之间搬运。

二．实现流程及需求

山东电工电气输变有限公司总绕具体大约4500米左右，环境设计变动与通道，建议使用导航模式磁条、二维码 激光导航复合视觉模式实现，以下方案实现采用磁条比较稳定的方式，二维码维护比较复杂，激光导航及视觉复合导航 没有参照物无法实现稳定方案实现

山东电工电气输变有限公司需要 AGV系统硬件、AGV系统软件、适合 AGV载运的货架或配送小车以及上层系统与

下层系统交互的开发共计四部分。

1.系统硬件：AGV机器人、系统服务器（裸机不含任何软件）、呼叫软件工作站、充电站的设计，部署及安装

调试，达到运行要求。

2.系统软件：AGV中控系统安装源、部署、实施、测试、系统接口文档，以及足够的技术支持、充分保证开发

需要。

3.料车部分：、配送料部分。

4.系统（调度任务系统）开发：完成 AGV下层系统与 MES系统对接，同时必须确保此部分软件能在所有产线实

三．实现流程及用用需求

一.      通过需求管理系统建立需求管理系统，通过需求管理安排一天的工序转运任务

     二.配料方根据平板下料准备完成之后，进行呼叫器呼叫AGV 搬运

三.通过需求管理系统逻辑材料相邻绝缘材料可以通过AGV搬运，（需要需求管理系统逻辑多少材料满载）

四.AGV到达后通过装料，通过呼叫器完成，然后通过达到目的地 ，接收方平板预估到达时间，到达后语音播放取货，取货后然后通过点击完成，配送下一站原材料

五，配送完成后，由调度系统调用第二台完成第二个任务

六，调度系统无任务下达，直接返回充电。

四 . 各种导航方案优缺点

一 磁条导航概述：磁条是铁氧体磁材系列中的一种，由粘结铁氧体料粉与合成橡胶复合，经压延成型等工艺制成的，具有柔软性、弹性及可扭曲的条状磁体。它主要作为磁导航线铺设在地面，引导自动导引车AGV、自动手推车AGV、无轨移动货架的运行。AGV导航磁条柔韧性强，可弯曲折叠，不损害磁性；可塑性强，可随意剪裁成需要的长度

磁条导航的优点为：经济实惠并且消费者容易进行安装，但相对于电磁导航AGV定位要精确很多，而且路径的铺设变更相对较容易，且成本更低，柔韧性强，可弯曲折叠，不损害磁性。

磁条导航缺点为：如果行车路段有铁(磁性体)时，导引带的磁力会受到影响而不能正常行车。磁条导航技术与电磁导航相近，不同之处在于采用了在路面上贴磁条替代在地面下埋设金属线，通过磁条感应信号实现导引。

室外使用埋地磁条开槽需求：开槽宽度是10MM，深度12mm，开槽后地面可封可不封如下

二 二维码导航AGV工作概述：

二维码导航AGV小车属于视觉识别二维码加惯性进行导航，其路径相当于是一个大号的围棋棋盘，机器人可以到达所有点。

二维码导航优点：.在铺设、改变路径容易，便于控制，精度高但地上的二维码碾坏，需要频繁更换二维码。运行路线横平竖直不能走弧线。

AGV定位精确，导航灵活性比较好，铺设、改变或扩充路径也较容易，便于控制通讯，对声光无干扰。

二维码导航缺点：路径需要定期维护，如果场地复杂，则需要频繁更换二维码，对陀螺仪的精度及使用寿命要求严格，另对场地平整度有一定要求，价格较高

三 激光导航（反光板）：AGV小车在行驶路径上安装精确反射板，AGV通过发射激光束，同时采集由反射板反射的激光束，从而确定其当前的位置以及方向。AGV小车初始位置计算：AGV小车停止不动，激光扫描仪至少可测4条光束，至少看到4块反射板，在已知反射板的精确位置（X，Y），AGV会连续的计算小车当前的位置，根据估算的新位置关联反射板，去修正自身位置，以此来修正下一步动作。

激光导航优点：在于AGV小车定位精确，而且地面无需其他定位设施，行驶路径可以灵活改变。

激光导航缺点：由于激光导航控制复杂以及激光技术昂贵的投资成本，反射片以及AGV激光传感器直接不能有障碍物，不适合空中有物流影响的场合。

五 . 项目技术参数

    AGV（1T）

驱动方式：差速或者双轮（定制）

行走方式：前进，后退，转弯 定时定制等驾驶；

导航：磁条 ；

速度： 30米-45米/分（可调）；

转弯半径：1000mm；

停止精度：2mm；

导航精度：2mm；

续航时间：8-12H(定制)

充电模式：自动充电、 手动充电；

人机交互：4.3屏幕（可选）；

报警方式：声音报警  语音播报；

动力电池：60-70A 电池；

安全防护：超声波  障碍物传感器 接触保险杠  激光避障（可选）

 转弯半径：700mm  运动方向：双向； 负载形式：潜伏式顶升； 负载重量：1000kg；通讯模式：串口/WIFI；是否支持原地旋转：是；

基本尺寸：1900*600*300mm；

  AGV（3T）

驱动方式：差速或者双轮（定制）
行走方式：前进，后退，转弯 定时定制等驾驶；
导航：磁条 ；
速度： 30米-45米/分（可调）；
转弯半径：1000mm；
停止精度：2mm；
导航精度：2mm；
续航时间：8-12H(定制)
充电模式：自动充电、 手动充电；
人机交互：4.3屏幕（可选）；
报警方式：声音报警  语音播报；
动力电池：100A-120A 电池；
安全防护：超声波  障碍物传感器 接触保险杠  激光避障（可选）
 转弯半径：700mm  运动方向：双向； 负载形式：潜伏式顶升； 负载重量：1000kg；通讯模式：串口/WIFI；是否支持原地旋转：是；
基本尺寸：2000*1000*300mm；