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。

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