CN210650700U - 一种适用于化工防爆巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于化工防爆巡检机器人，机器人控制主体底部设置有呼叫按钮和电源开关，机器人控制主体底部通过云台转轴连接有云台，云台上设置有红外摄像机和可见光摄像机，红外摄像机和可见光摄像机之间设置有雨刷，红外摄像机和可见光摄像机下方分别设置有远补光灯和近补光灯，远补光灯和近补光灯之间设置有拾音器。本实用新型具具有自主巡检功能，根据运维需要设定巡检任务；具备多种检测功能于一体：可见光视频实时监控、表计智能识别、泵异常检测功能、气体泄漏检测、实时温度检测、槽根金属软管焦油泄漏检测、后台报警功能等。

Description

一种适用于化工防爆巡检机器人

技术领域

本实用新型涉及的是机器人技术领域，具体涉及一种适用于化工防爆巡检机器人。

背景技术

二十一世纪以来，随着智能化在国民经济各领域的发展、智能机器人的发展也随之取得了长足的进度。防爆机器人作为特种机器人的一种，随着社会经济的迅猛发展而出现的，目前主要用于化学危险品和放射性物质泄漏以及燃烧、爆炸、坍塌的事故预防。以往，化工行业一旦发生灾害事故，消防员面对高温、黑暗、有毒和浓烟等危害环境时，不仅任务完成难度大，还会徒增人员伤亡。而石化行业防爆罐区智能巡检机器人技术的应用，通过机器人的巡检、监测，减少人力巡查的难度及重复性，将大大减少伤害事故的发生，在石化行业有着深远的意义。目前大多数石化行业防爆槽罐区域普遍采用的是人工巡视的方式，随着槽罐管理规模的扩大，巡检区域范围的不断增加，人员巡检的强度及工作量也不断的增加，人员的劳动负荷已经到达一定的极限，简单依赖于巡视人员的感官和经验,很难做到持续全面准确的巡检,给槽区设备生产运行的体系带来隐患。随着机器人技术的发展和成熟，有必要研发一种适用槽罐区域巡检的防爆型智能巡检机器人。不同槽区现场的工况不一样，需要根据各个槽区的工况特点设计系统及检测功能,提供一定的扩容接口。

综上所述，本实用新型设计了一种适用于化工防爆巡检机器人。

实用新型内容

针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是在于提供一种适用于化工防爆巡检机器人，具备防爆功能，能适用化工的防爆区域；具有自主巡检功能，根据运维需要设定巡检任务；具备多种检测功能于一体：可见光视频实时监控、表计智能识别、泵异常检测功能、气体泄漏检测、实时温度检测、槽根金属软管焦油泄漏检测、后台报警功能等。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：一种适用于化工防爆巡检机器人，包括充电滑块、弹簧限位装置、金属检测器、应急充电口、调试口、从动轮限位装置、机器人控制主体、云台、红外摄像机、远补光灯、拾音器、近补光灯、可见光摄像机、雨刷、电源开关、防撞远雷达、报警指示灯、低电压指示灯、运行状态指示灯、防撞近雷达、扬声器、RFID读卡器、驱动轮、驱动轮限位装置、云台转轴、呼叫按钮和多功能环境检测仪，机器人控制主体一侧设置有防撞远雷达、报警指示灯、低电压指示灯、运行状态指示灯、防撞近雷达，机器人控制主体顶部一侧设置有驱动轮，驱动轮下方设置有驱动轮限位装置，机器人控制主体顶部一侧背面分别设置有充电滑块、弹簧限位装置、金属检测器、应急充电口、调试口、从动轮限位装置，机器人控制主体顶部另一侧设置有防撞近雷达、扬声器，机器人控制主体顶部另一侧背面设置有多功能环境检测仪，机器人控制主体底部设置有呼叫按钮和电源开关，机器人控制主体底部通过云台转轴连接有云台，云台上设置有红外摄像机和可见光摄像机，红外摄像机和可见光摄像机之间设置有雨刷，红外摄像机和可见光摄像机下方分别设置有远补光灯和近补光灯，远补光灯和近补光灯之间设置有拾音器。

作为优选，所述的驱动轮与机器人轨道滑动配合，机器人轨道采用高强度铝合金轨道，铝合金采用特殊材质开模定制，经过阳极氧化处理，保证了铝合金轨道的刚度及强度，拥有良好的抗腐蚀性能。

作为优选，所述的机器人轨道通过钢结构支架固定，固定支架采用HW150x150x7x10 H型钢配合L56X5角钢焊接而成，通过预埋、螺杆固定及焊接等方式固定。

作为优选，所述的充电接口与轨道充电接口相配合。

作为优选，所述的RFID读卡器读取轨道上安装的RFID卡的数据。

作为优选，所述的机器人控制主体自带电池电量检测系统。

作为优选，所述的智能巡检机器人采用专利的机器视觉技术机器视觉算法使SuroSearchMax技术对图像中感兴趣的区域进行配准与提取，而后通过模式识别技术对仪表进行识别与读数判别。并对异常读数提出报警，读数误差小于2％。

本实用新型的有益效果：本实用新型具备防爆功能，能适用化工的防爆区域；具有自主巡检功能，根据运维需要设定巡检任务；具备多种检测功能于一体：可见光视频实时监控、表计智能识别、泵异常检测功能、气体泄漏检测、实时温度检测、槽根金属软管焦油泄漏检测、后台报警功能等。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型；

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型另一角度的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

参照图1-2，本具体实施方式采用以下技术方案：一种适用于化工防爆巡检机器人，包括充电滑块1、弹簧限位装置2、金属检测器3、应急充电口4、调试口5、从动轮限位装置6、机器人控制主体7、云台8、红外摄像机9、远补光灯10、拾音器11、近补光灯12、可见光摄像机13、雨刷14、电源开关15、防撞远雷达16、报警指示灯17、低电压指示灯18、运行状态指示灯19、防撞近雷达20、扬声器21、RFID读卡器22、驱动轮23、驱动轮限位装置24、云台转轴25、呼叫按钮26和多功能环境检测仪27，机器人控制主体7一侧设置有防撞远雷达16、报警指示灯17、低电压指示灯18、运行状态指示灯19、防撞近雷达20，机器人控制主体7顶部一侧设置有驱动轮23，驱动轮23下方设置有驱动轮限位装置24，机器人控制主体7顶部一侧背面分别设置有充电滑块1、弹簧限位装置2、金属检测器3、应急充电口4、调试口5、从动轮限位装置6，机器人控制主体7顶部另一侧设置有防撞近雷达20、扬声器21，机器人控制主体7顶部另一侧背面设置有多功能环境检测仪27，机器人控制主体7底部设置有呼叫按钮26和电源开关15，机器人控制主体7底部通过云台转轴25连接有云台8，云台8上设置有红外摄像机9和可见光摄像机13，红外摄像机9和可见光摄像机13之间设置有雨刷14，红外摄像机9和可见光摄像机13下方分别设置有远补光灯10和近补光灯12，远补光灯10和近补光灯12之间设置有拾音器11。

所述的驱动轮23与机器人轨道滑动配合，机器人轨道采用高强度铝合金轨道，铝合金采用特殊材质开模定制，经过阳极氧化处理，保证了铝合金轨道的刚度及强度，拥有良好的抗腐蚀性能。

所述的机器人轨道通过钢结构支架固定，固定支架采用HW150x150x7x10 H型钢配合L56X5角钢焊接而成，通过预埋、螺杆固定及焊接等方式固定。

所述的充电接口1与轨道充电接口相配合。

所述的RFID读卡器22读取轨道上安装的RFID卡的数据。

所述的机器人控制主体自带电池电量检测系统。

所述的智能巡检机器人采用专利的机器视觉技术机器视觉算法使SuroSearchMax技术对图像中感兴趣的区域进行配准与提取，而后通过模式识别技术对仪表进行识别与读数判别。并对异常读数提出报警，读数误差小于2％。

本具体实施方式具有以下功能：智能巡检机器人采用了1080P分辨率相机，并结合SVPattenMax图像配准专利技术用于仪表图像智能判别分析，在对设备进行图像判别分析时，可以有效地应对光照变化、阴影、遮挡、低对比度和低分辨率、视角变化与尺度缩放等可能产生的干扰。

基于光电定位导航、云台精度控制等存在的误差，智能巡检机器人将使用SVPattenMax图像配准专利技术弥补此类误差，使得智能巡检机器人拍摄到的图像必然能够处于图像中心。

智能机器人搭载的红外热像仪，根据红外热成像原理，能准确检测设备运行时的表面温度。同时在后台监控界面上，准确显示当前拍摄设备的运行温度，如果温度值超出预先设定的阈值，则会发出警报。

机器人可以针对泵区的每个泵进行温度检测，实现泵的异常监测。后台系统可以显示当前泵的表面温度，通过大数据分析，比对温度曲线，判断是否有异常趋势。智能机器人后台可将数据传到DCS系统，通过webserice接口协议将异常数据信号传至DCS系统。并与该泵相关数据进行对比，综合判断后启动联锁，停止泵运行。

巡检机器人携带有气体探测器与温湿度传感器，可以实时对槽区内的空气环境进行监测并得出结果，气体分析包括检测空气含氧(O2)量浓度以及有毒与可燃气体(CO，NH3，CH4，H2S，苯)浓度大小，同时将结果反馈给主控室的工作人员，也可人工设置报警的限值，包括气体浓度报警限值，超过限值后立即声光报警，以防止由于工作人员对环境的误判，造成生命危险。

针对焦油泄漏检测机器人将采用图像识别技术，定点拍摄图片，进行图片对比，若出现焦油泄漏的情况，保护层会出现黑色液体，后台即可报警，生成报告。下面以表计识别，图像分析技术为例，实现了表计自动识别的过程：对有读数的表盘进行数据读取或者对于开关的位置进行监测(例：注油设备油位表，开关分合位置)，自动记录和判断，并提出报警。仪表的读数的误差小于5％。

智能巡检机器人采用专利的机器视觉技术机器视觉算法使SuroSearchMax技术对图像中感兴趣的区域进行配准与提取，而后通过模式识别技术对仪表进行识别与读数判别。并对异常读数提出报警，读数误差小于5％。智能机器人采用图像识别技术与深度学习视觉算法，进行设备漏油漏液深度学习识别，可判断焦油泄漏等现场状态，对异常进行实时告警。

利用视觉SVPattenMax识别技术对焦油泄露特征值(HSI)进行提取，设置对比度阈值。当图像对比度超过阈值时，根据超出阈值的自动匹配对应轮廓。

机器人可进行定时巡检、定点巡检、定任务巡检等多种巡检方式。常用的定点巡检可以根据指定的路径和指定的巡检目标点进行自动匀速巡检，只需要设定巡检路径并启动自动巡检即可使机器人自动完成一次巡检。机器人搭载高清摄像机、高灵敏红外热成像仪、有害气体传感器等多种检测设备，自动对罐区及泵区进行巡检。巡检过程中机器人每到一个巡检工作位置，能自动准确停车探测，做完规定的动作后再按照路径自动往下一个巡检目标点前进，并不需要人为操作控制，完成巡检作业，并自动记录并保存所采集到的数据至管理平台,按需生成巡检分析报告。除机器人自动进行例行巡检外，还可以通过人工遥控巡检的方式对机器人进行实时遥控。该项应用模式适用于运维人员以及管理单位需要对某类设备的状态进行锁定与监测，尤其对于在机器人自主巡检过程中如检测到设备、环境状态异常并向运维人员告警时，运维人员可以在第一时间操控机器人快速到达异常设备位置，及时对异常设备进行查看并核实报警信息，以便迅速制定响应策略。运维人员对机器人的遥控操作具有最大的操作优先级。系统进入遥控巡检模式后，机器人将中止正在执行的其他任务，按人工遥控指令实现机器人在可调速度下的前进、后退，升降机上下移动及云台全方位旋转配合双视摄像机的镜头变倍调节等功能。可保证系统在第一时间到达指定位置，获取设备与环境的状态数据与可视图像，确保设备安全运行。

智能机器人采用红外激光避障系统超声波停障系统，对障碍物进行探测，遇到障碍会停障并报警。同时在结构上增加防护，防止碰撞造成人员或者设备损伤，与超声波停障系统构筑双重安全保障，在超声波停障系统失效情况下防止与障碍物的激烈碰撞，并进行系统安全报警并在明显位置安装有闪动警示灯，提醒工作人员注意。

智能巡检机器人本体自带电池电量检测系统，且可人工设置电量报警下限，一旦机器人检测到电池电量低于设置值时则会自动停止当前巡检任务，同时发出警报，之后自主运行到充电点进行充电。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种适用于化工防爆巡检机器人，其特征在于，包括充电滑块(1)、弹簧限位装置(2)、金属检测器(3)、应急充电口(4)、调试口(5)、从动轮限位装置(6)、机器人控制主体(7)、云台(8)、红外摄像机(9)、远补光灯(10)、拾音器(11)、近补光灯(12)、可见光摄像机(13)、雨刷(14)、电源开关(15)、防撞远雷达(16)、报警指示灯(17)、低电压指示灯(18)、运行状态指示灯(19)、防撞近雷达(20)、扬声器(21)、RFID读卡器(22)、驱动轮(23)、驱动轮限位装置(24)、云台转轴(25)、呼叫按钮(26)和多功能环境检测仪(27)，机器人控制主体(7)一侧设置有防撞远雷达(16)、报警指示灯(17)、低电压指示灯(18)、运行状态指示灯(19)、防撞近雷达(20)，机器人控制主体(7)顶部一侧设置有驱动轮(23)，驱动轮(23)下方设置有驱动轮限位装置(24)，机器人控制主体(7)顶部一侧背面分别设置有充电滑块(1)、弹簧限位装置(2)、金属检测器(3)、应急充电口(4)、调试口(5)、从动轮限位装置(6)，机器人控制主体(7)顶部另一侧设置有防撞近雷达(20)、扬声器(21)，机器人控制主体(7)顶部另一侧背面设置有多功能环境检测仪(27)，机器人控制主体(7)底部设置有呼叫按钮(26)和电源开关(15)，机器人控制主体(7)底部通过云台转轴(25)连接有云台(8)，云台(8)上设置有红外摄像机(9)和可见光摄像机(13)，红外摄像机(9)和可见光摄像机(13)之间设置有雨刷(14)，红外摄像机(9)和可见光摄像机(13)下方分别设置有远补光灯(10)和近补光灯(12)，远补光灯(10)和近补光灯(12)之间设置有拾音器(11)。

2.根据权利要求1所述的一种适用于化工防爆巡检机器人，其特征在于，所述的驱动轮(23)与机器人轨道滑动配合。

3.根据权利要求1所述的一种适用于化工防爆巡检机器人，其特征在于，所述的机器人轨道通过钢结构支架固定。

4.根据权利要求1所述的一种适用于化工防爆巡检机器人，其特征在于，所述的充电接口1与轨道充电接口相配合。

5.根据权利要求1所述的一种适用于化工防爆巡检机器人，其特征在于，所述的RFID读卡器(22)读取轨道上安装的RFID卡的数据。

6.根据权利要求1所述的一种适用于化工防爆巡检机器人，其特征在于，所述的机器人控制主体自带电池电量检测系统。

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