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研究目的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、携带一种或多个传感器及操作机械，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。现场环境通过实施该项目，能够在管道中沿着管内壁自由爬行，能够替代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、打磨修补等功效。核心技术管道爬行机器人能够自动适应直径150mm-600mm的不同管径机器人在管道内爬行距离不不大于50米；机器人爬行速度不不大于0.2m/s，持续工作时间不不大于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，持续稳定工作24h以上；满足IEC60068-2-11:1981耐腐蚀性规定；满足IEC60068-2-30:抗振动性能规定；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。技术性能指标通用供电电压为AC380V或者AC220V电源，，不间断续航时间为4h；三类水下摄像系统，分别含有高耐辐照能力、彩色高清性能和高帧频能力，都可变倍调焦，其具体参数以下：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●云台转角范畴：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；●云台转角范畴：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；●云台转角范畴：俯仰±45º；水平±60º●图像采集像素不低于720P。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；●锁定目的后，可自主判断，并完毕夹取；●末端安装有多个传感器，并含有通用接口；●含有多自由度，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；●滚扫机构的配件含有可更换性，如毛刷、胶刷、收集框等；●可智能判断，并决定清扫次数和清扫途径，确保清理完全。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，且速度持续可调；●吸泵吸尘模式：可自动或手动，可切换进行清理。温湿度传感器●湿度测量范畴：0-100%RH；●温度测量范畴：-20℃-+120℃；●湿度测量精度：±3%RH；●温度测量精度：±0.1℃；●更新率：≤1Hz。辐射剂量检测传感器●剂量率范畴：≤Sv/h；●相对基本误差：≤±10%；●重复性：≤±5%。爬行平台●垂直爬行最高速度不低于0.3m/s，速度持续可调；●水平爬行最高迈进速度不低于0.5m/s，速度持续可调；●管道内爬行距离不不大于200米；●管道内最小转弯半径不不不大于≤1.5D；●满足IEC60068-2-30:抗振动性能规定；照明系统●前照明灯，亮度可调，单灯功率不低于250W；密封性能●水下部件机械主体密封性能：0.5Mpa。水下材料耐温耐腐蚀性能●全部水下材料，涉及非金属