管道异物探查与清理机器人系统设计需求.docx
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管道异物探查与清理机器人系统设计需求
管道异物探查与清理机器人系统设计需求
1.研究目标
针对核电站内管道异物探测与清理的需求,研发一套管道机器人系统,实现可沿管道内部自动行走、携带一种或多种传感器及操作机械,在工作人员的遥控操作或计算机自动控制下,进行一系列管道作业的机、电、仪一体化系统。
2.现场环境
通过实施该项目,可以在管道中沿着管内壁自由爬行,能够代替常规开挖方式对管道内部进行清扫,能够进行管道内部安全检测,同时能够实现管道封堵、打磨修补等功能。
3.关键技术
管道爬行机器人可以自动适应直径150mm-600mm的不同管径
机器人在管道内爬行距离不小于50米;
机器人爬行速度不小于0.2m/s,连续工作时间不小于1h;
机器人图像采集像素不低于720P;
可用工作环境温度5-60℃;
可在40℃,95%的相对湿度下,连续稳定工作24h以上;
满足IEC60068-2-11:
1981耐腐蚀性要求;
满足IEC60068-2-30:
2005抗振动性能要求;
耐辐射剂量率1000rad/h,累计耐辐射剂量10000rad;
末端执行器的负载不低于500g。
4.技术性能指标
1)通用供电电压为AC380V或者AC220V电源,,不间断续航时间为4h;
2)三类水下摄像系统,分别具有高耐辐照能力、彩色高清性能和高帧频能力,都可变倍调焦,其具体参数如下:
高耐辐照摄像系统性能参数:
●最大剂量率:
≥1×106rad/h,累积剂量:
≥1×108rads
●光学变焦:
≥6倍
●水平分辨率:
≥500电视线
●最低照度优于10Lux
●云台转角范围:
俯仰±30º;水平±45º
●图像采集像素不低于720P。
彩色高清摄像系统性能参数:
●最大剂量率:
≥1×104rad/h,累积剂量:
≥1×106rads
●光学变焦:
≥24倍(20或28倍);
●图像像素:
≥143万;
●最低照度优于0.2lux;
●云台转角范围:
俯仰±45º;水平±60º
●图像采集像素不低于720P。
高帧频摄像系统性能参数:
●最大剂量率:
≥1×103rad/h;累积剂量:
≥1×105rads
●光学变焦:
≥6倍
●最低照度优于0.2Lux;
●帧频:
≥80fps;
●云台转角范围:
俯仰±45º;水平±60º
●图像采集像素不低于720P。
3)智能末端抓取工具
夹取式机械手:
●抓取异物(为形状规则或不规则的中小物体)重量不低于500g;
●锁定目标后,可自主判断,并完成夹取;
●末端安装有多种传感器,并具有通用接口;
●具有多自由度,臂部可伸缩,手指类型多样。
滚扫式机械手:
●供电电源:
220V/50HZ;
●可实现碎片异物的清理;
●滚扫机构的配件具有可更换性,如毛刷、胶刷、收集框等;
●可智能判断,并决定清扫次数和清扫路径,保证清理完全。
吸尘式机械手:
●电源:
100V-240V/50HZ;
●异物吸取宽度:
60mm;异物吸取质量:
2g-300g;
●过滤装置:
能够捕获尺寸在100um以上的微粒;
●吸泵可正反转动控制,且速度连续可调;
●吸泵吸尘模式:
可自动或手动,可切换进行清理。
4)温湿度传感器
●湿度测量范围:
0-100%RH;
●温度测量范围:
-20℃-+120℃;
●湿度测量精度:
±3%RH;
●温度测量精度:
±0.1℃;
●更新率:
≤1Hz。
5)辐射剂量检测传感器
●剂量率范围:
≤2000Sv/h;
●相对基本误差:
≤±10%;
●重复性:
≤±5%。
6)爬行平台
●垂直爬行最高速度不低于0.3m/s,速度连续可调;
●水平爬行最高前进速度不低于0.5m/s,速度连续可调;
●管道内爬行距离不小于200米;
●管道内最小转弯半径不大于≤1.5D;
●满足IEC60068-2-30:
2005抗振动性能要求;
7)照明系统
●前照明灯,亮度可调,单灯功率不低于250W;
8)密封性能
●水下部件机械主体密封性能:
0.5Mpa。
9)水下材料耐温耐腐蚀性能
●所有水下材料,包括非金属材料均能承受0-80℃的水温。
●满足IEC60068-2-11:
1981耐腐蚀性要求
10)系统测量精度:
●异物大小测量精度:
σ≤±0.5mm
●距离测量精度:
σ≤±1mm
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