1. Visão geral do sistema de robôs de inspecção
O sistema de robôs de inspecção consiste no robô de inspecção quadrúpede, na plataforma ferroviária, na plataforma de alimentação, na plataforma de comunicações, no módulo de posicionamento e noutros subsistemas.A arquitetura do sistema é organizada em três camadas: a camada de execução, a camada de comunicação e a camada de gestão, que inclui o robô de inspecção inteligente e o módulo de carregamento autônomo, permitindo a aquisição de dados,Carregamento autónomo, e outras funções.
1.1Robô de Inspecção Quadruplado Inteligente
Conforme mostrado abaixo, o robô de inspeção quadrúpede está equipado com um sistema de monitoramento de metano a laser, um sistema de sensoriamento remoto de metano a laser e um vídeo de alta definição.É controlado por uma CPU incorporada de alto desempenho e usa componentes de nível industrial em todo o funcionamento confiável e funcionalidade abrangente.
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2.1.1Sistema avançado de detecção de metano a laser
O avançado sistema de detecção de metano a laser utiliza a tecnologia TDLAS (Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy) para amostrar e analisar o metano no ar.O limite de detecção pode atingir 500 ppbAo analisar as flutuações da concentração atmosférica de metano, o sistema determina se pode existir uma fuga de gás nas proximidades, o que permite a detecção precoce de condições anormais,Ajudar a evitar uma escalada para incidentes graves e reduzir os riscos potenciais para a propriedade e o pessoalOs principais parâmetros de desempenho são os seguintes:
Desempenho do sistema avançado de detecção de metano a laser:
1) Limite de detecção: 500 ppb
2) Medidas de gama completa suportadas
3) Análise rápida, com um conjunto de dados de medição a cada 0,5 s
4) Função de alarme de temperatura anormal; limiares de alerta/alarme configuráveis com alertas de sobre-temperatura
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2.1.2Câmera de alta definição com luz visível
A câmara a cores de alta definição industrial é uma câmara de rede dia/noite com 4 megapixels e uma resolução máxima de 2688 × 1520.Suporta funções como compensação de exposição e balanço de branco automático, permitindo a captura de imagens e a transmissão de dados em uma ampla gama de condições de iluminação.
Especificações da câmara de luz visível de alta definição:
1) Resolução máxima: 2688 × 1520
2) Comprimento focal: 5×160 mm; zoom óptico 32x; zoom digital 16x
3) Resolução máxima: 2K; suporta íris automática, foco automático, balanço automático de branco, compensação de luz de fundo, ampla faixa dinâmica (WDR), redução de ruído digital 3D e comutação dia/noite
4) Suporta funções inteligentes baseadas em deep learning:
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2.1.3Sistema de detecção remota de metano por laser de luz visível co-axial
Através do design óptico, o sistema de sensoriamento remoto de metano a laser coaxial de luz visível mantém a mesma linha de visão que a câmera de luz visível, permitindo "o que você vê é o que você mede." Serve como um módulo de detecção visual para o robô e suporta a confirmação fotográfica dos locais de fugas.
Especificações do sistema de sensoriamento remoto:
1) Distância máxima de detecção: 100 m
2) Limite de detecção estática: 5 ppm·m
3) Norma técnica aplicável: JJF-078
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2.2Plataforma de alimentação
O robô de inspeção inteligente de quatro patas utiliza uma arquitetura de energia combinada com baterias de lítio de libertação rápida e carregamento sem contato distribuído.
Quando a bateria do robô está baixa, ele pode carregar no ponto de carregamento mais próximo.apoiar uma operação de campo fiávelAntes de o robô confirmar a sua posição e acoplar-se à estação de carregamento, a estação permanece desenergizada para evitar a acoplagem com energia.O robô transmite um sinal e a estação de carregamento é ligada para começar a carregar.
1) Os pontos de carregamento distribuídos utilizam 220 VAC como entrada de potência para uma operação de campo confiável
2) O robô de inspecção quadrúpede é alimentado por bateria e utiliza uma bateria de lítio ternária
3) A capacidade da bateria suporta mais de 15 km de viagem com carga total numa única carga
4) A estação de carregamento é concebida em princípio para evitar a geração de faíscas para maior segurança
5) O robô também suporta a substituição rápida da bateria; em caso de emergência, uma bateria de reserva pode ser instalada rapidamente para apoiar missões temporárias
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2.3Módulo de posicionamento.
O robô de inspecção de quatro patas opera ao longo de rotas pré-definidas, constrói mapas de navegação e posicionamento usando LiDAR 3D e combina dados de LiDAR 3D, IMU, odometria, RTK,e outros sensores para alcançar localização precisa e navegação autónoma.
2.4Especificações técnicas
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Especificações técnicas do robô de inspecção quadruplado |
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Dimensões em pé |
Aproximadamente 1100 × 450 × 950 mm |
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Dimensões dobradas |
Aproximadamente 880 × 460 × 630 mm |
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Peso |
Aproximadamente 82 kg (unidade completa, incluindo bateria) |
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Protecção de entrada |
Corpo do robô: IP67 |
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Bateria |
Capacidade: 45 Ah (2,250 Wh); tensão: 58 V |
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Resistência ao funcionamento |
Duração total de funcionamento: 4 ‰ 6 h |
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Módulo de pernas de rodas substituível |
Opcional |
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Carga útil estática |
Max. 120 kg |
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Carga útil de caminhada contínua |
> 40 kg |
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Configuração da unidade |
Acionamento quadruplo |
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Diâmetro mínimo de rotação |
Não mais de 1 × o comprimento do robô |
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Velocidade máxima |
6.1 m/s |
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Velocidade máxima com carga útil de 20 kg |
3.5 m/s |
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Velocidade de inspecção autónoma |
2 m/s |
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Carga útil de caminhada contínua |
> 40 kg |
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Carga útil estática |
Max. 120 kg |
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Ângulo de inclinação máximo |
> 45° |
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Altura máxima do obstáculo |
Pode subir e descer um degrau de 40 cm. |
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Funções de segurança de viagem |
Paragem de obstáculos, paragem de colisão, paragem de protecção contra quedas e desvio de obstáculos |
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Navegação |
Fusão multi-sensor: LiDAR 3D + IMU + odometria + RTK |
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Repetibilidade do posicionamento de navegação autónoma |
± 30 mm |
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Profundidade máxima de vadeio |
500 mm |
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Capacidade de subir escadas |
Altura máxima do degrau: 20 ̊25 cm |
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Largura da trincheira saltável |
0.5 ∙ 1,2 m |
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Distância máxima de salto |
> 1,6 m |
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Hardware de computação para controlo e percepção |
Intel Core i5 ×1, Intel Core i7 ×3, NVIDIA Jetson Orin NX ×1 (varia de acordo com a configuração) |
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Configuração do sensor de percepção |
3D LiDAR ×1 + câmaras de profundidade ×2 + câmaras ópticas ×2 (variam de acordo com a configuração) |
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Interfaces externas |
1000M Base-T Ethernet ×4; USB 3.0 ×4; 12 V ×4; 5 V ×1; 24 V ×4; MTD ×1 |
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Umidade de funcionamento |
0·95% (não condensadas) |
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Temperatura de armazenamento e transporte |
-25°55°C |
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Temperatura de funcionamento |
-40°C a 50°C |