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项目背景
解决思路
功能设计理
核岛厂区环境复杂,人工巡检存在多重问题。一方面,人工巡检安全风险高,运维人员需深入有潜在安全隐患的区域;另一方面,难以实现定量化巡检要求,且成本消耗大。同时,核岛厂区无网络覆盖,给远程巡检和数据传输带来极大阻碍,无法及时、准确掌握厂区内设备运行及环境状况,若设备突发故障不能及时发现处理,可能导致事故扩大化,造成更大损失。
采用 “机器狗 + 自组网 + 多传感器” 的一体化方案,替代人工完成核岛巡检应急工作。
首先,让机器狗背负自组网热点并加装机械臂,进入厂区后通过机械臂放置自组网热点组成自组网链路,解决厂区无网络覆盖问题,实现大范围远程遥控。
其次,在机器狗上安装双光谱云台、气体传感器、声学成像仪、辐射探头等多类传感器,满足多维度数据采集需求。
最后,结合巡检巡视平台,实现机器狗自主或远程控制巡检,完成数据采集、分析及异常告警等工作。
(一)
移动与导航功能:
具备强大运动功能,可上楼梯、匍匐通过低矮通道;支持自主导航与远程控制导航,自主导航基于激光雷达等融合技术,无需额外铺设辅助定位装置,能按规划区域自动行走,远程控制可通过遥控手柄操控移动。
(二)
数据采集功能:
借助各类传感器,实现高温异常监测(双光谱云台热成像镜头)、环境辐射监测(辐射探头)、局部放电及漏气监测(声学成像仪),还能检测温度、湿度、PM2.5、PM10、甲醛、TVOC 等环境数据。
(三)
远程控制与交互功能:
支持后台管理查看第一视觉及其他摄像机视角,远程下达移动、拍照、录像、云台转动等命令,可进行语音对讲,实现机械臂远程控制,完成自组网热点投放与回收、物料抓取、按钮触发等操作。
(四)
自主管理功能:
具备自主充电能力,巡检完成或电量低于 20% 保护值时可自主返回充电;开机可进行核心器件、传感器、驱动等设备系统状态自检;后台可实时监视机器人位置、剩余电量、CPU 使用率等状态信息。
(五)
数据处理与告警功能:
能对采集的数据进行存储、上传,支持数据报表多维度筛选查看,可自动判断设备故障并定位,及时发出指示灯告警、设备故障声音告警等,方便工作人员及时处理。
实现方法
(一)
硬件集成实现:
选用具备强大运动和导航能力的四足机器人作为基础平台,集成六轴机械臂末端带夹具和相机、双光谱云台海康工程定制,含可见光和热成像镜头、声学成像仪、机载自组网模块、自组网热点、辐射探头、气体传感器、遥控手柄等硬件,同时进行硬件结构布局设计集成,加装保护架。
(二)
软件系统开发:
开发独立后台监控管理系统,实现实时控制、现场查看、单点巡检、拍照巡检、数据报表查看、自主导航、无线通讯、状态监视、开机自检等功能,还支持机械臂控制、自组网热点投放回收、传感器数据对接等定制功能,支持电脑端、笔记本、手机端、平板电脑等多端访问管理。
(三)
自组网部署实现:
采用分布式临时自组网通信模式,机器狗搭载多个大功率无线自组网模块,行走约 1000 米时,通过远程一键命令由机械臂投放自组网热点;回收时,控制机器狗到指定位置,远程一键命令机械臂拾取热点放回携带框,扩大通讯距离,保障数据传输。
(一)
安全性高:
机器狗替代人工深入高风险区域巡检,大幅降低运维人员安全风险;同时具备开机自检、行径安全自检(如超声障碍物检测、坑洞台阶检测)、系统安全保障(防火墙、数据加密、HTTPS 证书加密通信)等多维度安全保障措施。
巡检效率与质量优:
可实现 24 小时不间断巡检,不受恶劣环境影响;能定量化采集数据,避免人工巡检的主观误差,通过多传感器多维度监测,全面掌握厂区状况,异常情况可及时告警并定位,减少故障处理时间。
(二)
灵活性强:
机器狗运动能力强,适应核岛复杂地形;支持巡检路线自定义(提前扫图建图设定点位)和巡检方式自定义(一键自动巡视、定点巡视、手动巡视),可根据实际需求调整巡检计划,硬件拓展性好,便于后续增加新功能模块。
项目优势
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