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火力发电厂输煤栈桥智能巡检机器人的研发及应用
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数字化煤场与智能掺烧 - 513 - 1、输煤巡检机器人结构紧凑,外观轻巧,承载 多种传感器,重量大约为 48KG,在输煤皮带沿线进 行全天候往返巡检,具备一定快速充电和续航能力, 确保在环境恶劣的输煤栈桥内完成巡检任务,并实 现可靠的数据上传,采集及报表生成。该机器人最 高速度可达 0.75m/s、刹车距离 800mm、爬坡能力大 于 20 0、 单次充电可连续行走 5h、 整机防护等级 IP65、 工作温度-20℃至+50℃。 C7A/B 输煤栈桥巡检机器人 布置图如图 2 所示。 图 2 C7A/B 输煤栈桥巡检机器人布置图 2、远程控制箱及充电站,A/B 双路输煤皮带机 尾部配置一套充电基站,皮带头尾部设置远程控制 箱,实现对机器人进行充电和数据交换上传。远程 控制箱配备工控机,光纤通信接口,就地电源等具 备抗干扰能力和稳定的数据传输功能。 1、由于输煤巡检机器人是在有粉尘及其他有害 物质的环境下进行巡检工作,整机具备防尘、防水、 防爆、防腐蚀、散热功能。具有遇见障碍物时的避 障功能,通过在其前后方安装超声避障传感器,传 感器能检出 200-4000mm 范围内的障碍物。巡检机器 人具备在有坡度的输煤栈桥轨道上可靠行走,根据 输煤栈桥廊道实际情况:轨道整体具有一定倾斜度、 转弯等复杂形状,机器人采用辅助爬坡齿轮传动, 确保机器人在坡度段轨道上能稳定爬坡行驶并驻坡 巡检能力。机器人采用双向柔性导向轮,确保机器 人在 500mm 的转弯半径下能灵活转弯。同时具有防 止机器人滑脱轨道的安全保护装置。除此之外,巡 检机器人在巡检前具备一定自检能力:比如自动检 测通信、动力、电源等经自检合格后方可进行巡检 工作。 2、巡检机器人实现主要功能如下: (1)对输煤皮带撕裂、撕边故障检测及报警功 能:皮带撕裂和撕边是输煤系统故障损失最严重的 缺陷,皮带撕裂位置主要发生在输煤皮带机尾部导 料槽位置,通过机器人高清智能摄像机识别皮带中 心或皮带边缘的性状变化,采用机器学习算法进行 智能比对,将皮带撕边、撕裂的状态进行提前干预 报警,辅助人工决策。皮带撕裂机器学习算法框架 如图 3 所示。 图 3 皮带撕裂机器学习算法框架图 (2)对输煤皮带跑偏检测及报警功能:针对对 皮带跑偏趋势,能检测与识别出 3mm 及以上皮带偏 移量,采用巡检机器人可见光摄像机对特定点进行 图像采集与识别功能,对皮带跑偏程度进行量化检 测与分析。对皮带相对参照点的偏移量,跑偏程度 及皮带跑偏趋势进行比对必要时报警,辅助人工决策。 (3)输煤皮带机沿线故障托辊定位识别检测功 能: C7A/B 及 C8A/B 输煤皮带机所在栈桥线路接近二 百米,栈桥沿线存在 15°左右的爬坡角度。巡检点 包含上千个皮带托辊故障排查,对运维人员体力要 求是不小的挑战,通过巡检机器人采用声谱智能分 析的方法对托辊的故障位置进行定位,通过现场音 频信号采集与数据分析,建立样本库,当托辊发生 故障产生异响,智能识别系统会进行声谱分析与对 比,判断音频是否为故障音频,当识别为故障音频

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