軟索軌道巡檢機器人

一、外觀結構

l 機器人比例協調、造型美觀、表面光潔、平整，沒有凹痕、劃傷、裂縫、變形等缺陷。

l 所有緊固件不得有扭傷、松動等缺陷，金屬機殼表面有防銹、防腐蝕涂層，金屬零件沒有銹蝕。

l 外表面色澤鮮明，無突出顆粒、流柱起泡、失光、剝落等現象。

二、移動與軌道機構

1、行走機構設計方案

驅動輪、從動輪、軌道夾緊輪均采用U形繩槽曲面，鋼絲繩卡接于U形繩槽內。當機器人在軌道上正常行走時，減速電機拖動驅動輪轉動，驅動輪+夾緊輪、從動輪+夾緊輪通過與鋼絲繩的摩擦力產生前進驅動力，可實現雙向行走。

當遇到軌道支架時，驅動輪系產生了障礙。越障凸輪板前端在支架障礙物推動下產生一個向下推力，強迫凸輪板下方的越障伸縮機構被壓縮，凸輪板帶到夾緊輪向下移動，使驅動輪（前輪）與夾緊輪之間產生一個間距，保證輪副順利通過障礙點。當輪副通過障礙后，向下的推力解除，夾緊輪在彈簧力的作用下復位，驅動輪（前輪）與夾緊輪落入凸輪板中間凹槽內恢復到正常狀態。

當驅動輪（前輪）通過障礙點之后，隨后的從動輪（后輪）與夾緊輪之間在支架障礙物推動下產生一個向下推力，從動輪（后輪）與夾緊輪之間產生一個間距，該輪副順利通過障礙點。前后輪副全部通過障礙點后，行走機構恢復正常狀態。

當機器人到達鋼索彎道時，行走機構的前后彎道導向輪機構進入工作狀態。彎道導向輪同樣采用U形繩槽曲面，槽面在彎道導向伸縮機構的預緊力作用下始終與鋼絲繩一側表面貼合。當進入彎道時，前方導向輪在鋼絲繩的壓力下緩慢向內側壓縮，引導機器人順利通過彎道。通過彎道后，導向機構恢復正常狀態。

過彎道時，前、后方的導向輪同時工作，除了導向作業外，導向機構還具有穩定系統的功能。

2、軟索式軌道設計

軌道選用國標GB8918-2006公稱直徑φ20-6x7圓股鋼絲繩，利用使用客戶現場原有的中層電纜支架，通過固定在中層電纜支架上的雙片鋼繩夾板聯結固定軟索軌道，節省了軌道固定材料，并且不需在隧道體打孔，保障了隧道的安全性。鋼絲繩軌引導機器人在隧道一側中部行走，可使機器人攝像頭拍攝到較多的隧道環境。

軌道轉彎處采用三組聯結副進行支承固定。

l 原材料要求均符合有關國家標準的規定，并具有質量保證書和產品合格證;

l 移動機構設有防沖撞功能或者機構。

l 機器人工作時產生的噪聲,在無其他外聲干擾的情況下,噪聲不大于59.3dB(A)

三、性能特點

l 內置加速傳感器，監測機器人的姿態行走動作協調、靈活。

l 控制工作準確可靠，指令與動作協調一致，并可任意選擇菜單中的內容。

（系統拓撲圖）

l 正常工作時無異常聲響。

l 機器人本體宜采用蓄電池（電壓直流48V），機器人充電樁電源輸入宜采用交流220V/50Hz；并采用純物理方式實現接觸和供電在時間上的分離，不產生火星，以保證隧道環境的供電安全。

l 在鋼絲軟索軌道上運行的速度應不小于20m/min；

l 重復導航定位誤差不大于5mm；

l 軌道型材采用高強度鋼絲軟索，可以拼接，并且可以根據現場地形設計彎曲度。

三、機器人導航方式與自檢

機器人采用軟索軌道導航方式。

機器人具備自檢功能，自檢內容包括電源、驅動、通信和檢測設備等部件的工作狀態。

四、通信系統

l 智能巡檢機器人和中心管理平臺通過以太網進行通信。隧道內每隔200米設置一個無線AP，共計布設12個無線AP通信基站，直隧道長距離覆蓋，彎曲部分密集覆蓋；AP及其干線網絡之間采用光纖連接，無線AP和有線網絡接口側采用分組級聯方式，而客戶端與服務器之間采用普通局域網通訊。

l 通訊模塊基于IEEE 802.11b/g技術，具有高帶寬、遠距離的特點。視頻智能巡檢機器人所有的控制信號、視頻數據、音頻數據、現場傳感器采集數據及報警信息等均通過mesh無線網絡傳輸。

l 相鄰基站交疊覆蓋，確保機器人在基站間無縫、無丟包漫游，54M帶寬，滿足多臺機器人720P高清畫質海量數據回傳，保證隧道內通訊網絡無線信號覆蓋無盲區。智能巡檢機器人不管處在什么位置，通信帶寬均不小于6Mbps，同時配合QoS功能。無線控制器控制智能巡檢機器人在隧道內各無線AP之間漫游，漫游切換時間不大于100ms，可以保證視頻、音頻等各類數據實時可靠傳輸。

五、巡檢功能

l 系統支持全自主和遙控巡檢模式。

全自主模式包括例行和特巡兩種方式。例行方式下，系統根據預先設定的時間、周期、路線等參數信息，自主啟動并完成巡視任務；特巡方式由操作人員選定巡視內容并手動啟動巡視，機器人可自主完成巡檢任務。

遙控巡檢模式由操作人員手動遙控機器人，完成巡視工作。

智能巡檢機器人依靠搭載的星光攝像頭、紅外熱像儀、微氣象監測模塊組（H2S、CO、CH4等氣體監測模塊）等設備，可實現不間斷地對隧道進行自主往返巡檢、異常點自主定位復檢、手動控制復檢、手動災害處理等功能。并實現對隧道狀態的連續、動態的數據采集及系統存儲。

云臺安裝在智能巡檢機器人底部，云臺內可搭載可見光相機、紅外熱成像相機和補光設備。云臺水平方向具備360°轉動能力，垂直方向具備±90°轉動能力，同時配合相機變焦，可有效保證對智能巡檢機器人30米內各方向現場細節進行有效監控；同時云臺自帶減震裝置，配合一體化防抖相機機芯，在智能巡檢機器人運行過程中可減小振動，大大提高視頻觀測穩定度和可觀測性；云臺內搭載一體化可見光相機用于隧道現場觀測，可清楚看到30米內物體的細節；同時具備防抖動功能，對5-15Hz的振動有明顯抑制作用；另外相機自帶耀斑消除功能，對于隧道內部照明燈引起的耀斑，有明顯抑制作用。

云臺內搭載紅外線熱成像相機，主要用于隧道內電纜、電纜接頭、接地箱、配電箱等設備的熱監控。對比測溫光纖，智能巡檢機器人車載熱成像具有測溫范圍廣、無需預布、可移動、可觀察性強等特點，對故障預警和分析有一定優勢，可以作為測溫光纖的補充和冗余備份設備。對于部分重點監視設備或單次監視設備，機器人將執行特定點測溫任務。巡檢機器人行駛至設備附近，對該設備進行重點監測，同時采集該設備的可見光視頻與紅外溫度圖像，并做出溫度狀態分析，對于設備異常將即時予以報警。

除可見光與紅外線攝像機外，云臺內還搭載LED補光燈和預熱裝置，以保證在低照度和低溫下相機的成像效果及使用壽命，LED補光燈功率為12W，有效補光距離不小于30米。