产品概述

1. 智能视觉巡检机器人系统简介


智能视觉巡检机器人系统主要针对复杂巡检环境而设计,能够实现复杂巡检环境的自动巡检,对异常情况的自动研判,极大的提升人工工作效率,提升运维人员的安全保障。智能视觉巡检机器人同时可以配置各种智能化算法,真正实现智能化巡检。


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图 1 人工巡检和机器人巡检对比


智能视觉巡检机器人配置高清可见光摄像头,红外热成像传感器,温湿度传感器,危险气体监测传感器、音频传感器等多种传感器,所有配置可按需求增减或定制。


功能配置如下表所示:


表格 1 机器人功能配置


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智能视觉巡检机器人外形模型如下图所示,下方云台升降机构为选配配置。


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图 2 机器人设计外形


2.智能视觉巡检机器人典型应用场景说明


复杂巡检环境主要具备空间狭小、环境恶劣、粉尘和异味大、存在有害气体、设备多样等特点中的一项或多项。典型复杂巡检环境包括炼铁厂原料输入区域、发电厂输煤系统、矿山输送系统等,发电厂二次回路控制室,这些系统的正常运转是整个生产持续的重要保障,一旦出现故障,造成的损失巨大。

常见的复杂巡检环境列举如下图所示


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图 3 常见复杂巡检环境


典型复杂巡检环境如下图所示:


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图 4 典型复杂巡检环境


智能巡检机器人系统算法包介绍:


针对不同的巡检环境,可以定制不同的算法包,如下表所示:


表格 2 算法包说明


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3.典型案例介绍


公司与中国宝武钢铁集团有限公司合作,在宝武集团上海宝山工厂原料输送区建设了智能视觉巡检机器人示范应用工程。解决了上海厂区原料输入和煤筒仓区域人工巡检工作强度大、巡检环境恶劣的重大需求。现场环境昏暗、粉尘巨大、夏季温度超过45摄氏度,进入现场必须穿戴劳保服、佩戴防护口罩。

现场环境如下图所示:


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图 5 上海宝山工厂巡检现场环境


巡检路线总长约800米,路线立体设计图如下图所示,其中黄色线条所示为机器人轨道安装示意:


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图 6 上海巡检现场地图


在巡检过程中,机器人有10种状态,分别是:待机、清洁、电量低、充电、手动点控、手动联动、自动巡检、故障、维修、外部报警处理。其中外部报警处理需上层生产系统接口支持。


状态之间的转换关系如下表所示:


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图 7 智能视觉巡检机器人状态转换图


智能视觉巡检机器人软件系统采用BS构架,通过局域网登陆机器人系统实现机器人采集数据的实时浏览和机器人控制,任何能够连接局域网的计算机通过身份认证后都可以接入机器人系统。


系统界面操作指示如下:


Web页面分为两个部分,实时监控和远程遥控。实时监控页面如下所示,页面包括简易现场地图,电池状态,传感器实时数据,历史数据浏览,机器人实时状态和可见光红外热成像实时图像浏览。


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图 8 机器人实时监控界面


远程遥控界面如下图所示,主要包括可见光监控视频,红外热成像视频,机器人运动遥控,补光灯控制,镜头焦距遥控,云台遥控和遥控安全等模块。


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图 9 机器人遥控界面


进入历史数据浏览文件夹后文件目录如下:


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图 10 共享文件目录结构


针对环境气体监测,系统默认以下阈值作为报警阈值,软件系统不开发报警阈值的设定功能,报警阈值的更改须由厂家指定工程人员进行。


表格 3 报警阈值设定


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智能视觉巡检机器人现场照片如下图所示


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图 11 智能视觉巡检机器人现场图


4.智能视觉巡检机器人安装说明


智能视觉巡检机器人安装施工分为四个部分,分别是轨道施工安装,充电设施安装,局域无线网络安装和机器人本体安装


4.1 轨道基本安装方式


机器人轨道通过专用吊架组件固定在中合适位置的顶部墙体或钢架上,轨道吊架的安装间距:直轨1.5米安装一套,弯轨1米安装1套。当安装环境不满足直接使用吊架进行吊装时,需新建轨道支撑横梁或门型架等组件用于轨道系统及机器人的安装。


轨道安装样式如下图所示:


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图 12 轨道安装示例图


每段轨道的长度可定制,两段轨道之间采用专用的圆柱形连接轴进行连接,连接样式如下图所示:


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图 13 轨道对接示意图


机器人安装在轨道上,为使机器人能够沿轨道行走,轨道布置区域应有不小于600mm(H)×500mm(W)空间。几种吊架处理方法如下图所示:



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图 14 常规轨道Z型支架吊装图


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图 15 坡道段(加长)轨道坡道螺杆组件吊装图


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图 16 特殊段轨道角钢横梁吊装图


4.2 供电系统安装方式


机器人供电系统主要由充电控制箱和充电部装组成。


1)充电控制箱安装


充电控制箱安装在墙壁上或钢架上的合适位置,安装高度满足打开箱门后,工作人员正常站姿可操作、测试箱体内的全部器件。充电控制箱从安装位置附近合适的位置取电(220V 50Hz),并通过布置电源线给充电部装供电。


充电控制箱样式和安装开孔尺寸如下图所示:


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图 17 充电控制箱样式和开孔尺寸


充电控制箱接线示意图如下:


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图 18 充电控制箱接线示意图


2)充电部装安装


充电部装在轨道的C型吊架内侧,同时保证出线侧与吊架对齐,便于走线。


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图 19 充电部装安装示意


4.3 无线局域网及机器人本体安装


根据现场环境及区域大小,设计合适的无线局域网组网方式,设计相应的AP安装点,使得无线局域网覆盖整个巡检区域。我司配套使用专业室外无线AP,每一万平方米需要约3台室外无线AP,如下图所示:


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图 20 室外无线AP


机器人本体由公司整体组装打包到现场进行安装,由专业工程师进行安装。


4.4 安装支持说明


通常情况轨道施工和安装由需方根据项目进度自行安排,精锐视觉只提供安装所需物料和轨道施工图纸。理论上轨道安装不影响生产,无需安排停产检修配合,但是有的工厂安装轨道时需要产线输送设施配合,所以需要停产检修配合。不同需方情况不一样,具体方案将根据需方实际情况进行定制。


机器人上线调试期间,根据现场情况,若现场存在易燃易爆等风险或者现场环境恶劣,则需要安排停机配合,时间为5天到7天。


如果需要精锐视觉提供整包施工服务,安装时间说明如下:


表格 4 安装说明


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5. 智能视觉巡检机器人投资回报分析


上线一台智能视觉巡检机器人的投资金额在100万到300万之间,根据轨道长度、施工难度和机器人配置不同而变化。


智能视觉巡检机器人就要投资内容如下表所示:


表格 5 投资预算


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智能视觉巡检机器人上线后,原先的人工巡检方式将完全由机器人代替,原来进行巡检的技术人员可以在中央控制室值班,对巡检机器人呈报的实时数据进行和监测,大大减少了巡检技术人员的工作强度,彻底解决了相关技术人员招工困难,岗位流动性大的重大需求。


另外,智能视觉巡检机器人实现了24小时不间断巡检,大大减少了故障的漏判率,提升了生产线的安全性能。


以炼铁厂原料输送区域为例,有数据分析指出,原有人工巡检方式每24小时巡检4次,平均季度发生故障次数为1次,每次造成经济损失200万元。每年因人工巡检漏失潜在故障造成停机的损失在800万元以上。智能视觉巡检机器人将大大提高巡检密度,增强探测手段,对于可能发生的故障提前进行预测,将故障频率降低到1次/年以下,减少直接经济损失600万元/年以上,平均投资回收期在0.5年左右。


系统界面