征求意见稿-矿山智能单轨吊运输机器人

1T/XXXXXXX—XXXX矿山智能单轨吊运输机器人本文件界定了矿山智能单轨吊运输机器人术语及定义，规定了矿山智能单轨吊运输机器人的型式、型号及基本参数、技术要求，描述了矿山智能单轨吊运输机器人的试验方法，规定了矿山智能单轨吊运输机器人的检验规则、标志、包装、使用说明书、标志、包装、运输与贮存。本文件适用于各种规格的矿用智能单轨吊运输机器人(以下简称“单轨吊机器人”)。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T1184形状和位置公差未注公差值GB/T3766液压传动系统及其元件的通用规则和安全要求GB/T3836.1爆炸性环境第1部分：设备通用要求GB/T3836.2爆炸性环境第2部分：由隔爆外壳“d”保护的设备GB/T3836.4爆炸性环境第4部分：由本质安全型“i”保护的设备GB/T13813煤矿用金属材料摩擦火花安全性试验方法和判定规则GB/Z19397-2003工业机器人电磁兼容性试验方法和性能评估准则指南GB/T12643机器人与机器人装备词汇GB/T14093.7-2009机械产品环境技术要求矿山环境GB/T39590.1-2020机器人可靠性第1部分：通用导则GB/T27930电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议JB/T8896-1999工业机器人验收规则MT113煤矿井下用聚合物制品阻燃抗静电性通用试验方法和判定原则MT/T883-2000柴油机单轨吊机车MT/T887-2000DX25J防爆特殊型蓄电池单轨吊车MT/T209煤矿通信、检测、控制用电工电子产品同意技术要求AQ1043矿用产品安全标识3术语和定义GB/T12642、MT/T883、MT/T887界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1单轨吊机器人monorailcranerobot2T/XXXXXXX—XXXX单轨吊机器人是一种具备无人驾驶和自主作业能力的单轨吊机车。3.2智能控制系统intelligentcontrolsystem对单轨吊机器人各个部分进行协调控制、监测、保护，并能够进行信息处理和无线通讯的系统。3.3导航定位系统navigationandpositioningsystem基于激光雷达、多目视觉、超宽带定位技术等多传感融合技术，能够实时对单轨吊机器人进行精准可靠定位和导航地图进行实时更新的系统。3.4远程控制装置remoteControlDevice单轨吊机器人的一种监控设备，通常安装于地面，通过与智能控制系统进实时通信，可实现数据的远程传输和指令的远程操控。3.5智能避障装置intelligentobstacleavoidancedevice单轨吊机器人利用传感器感知和识别环境中的障碍物，自动采取紧急停车制动措施，以避免发生碰撞的装置。3.6自动限速装置automaticspeedlimitingdevice当单轨吊机器人运行速度达到某一限定值时，自行停止的一种装置。3.7制动距离brakingdistance智能化控制系统支持下的单轨吊机器人运行时，从传感器检测到障碍物，机器人启动制动指令到完全停止所需要的距离。单轨吊机器人制动距离为空行程运行距离与实际制动距离之和。4型式、型号及基本参数4.1型式矿山智能单轨吊运输机器人包括防爆柴油机驱动和防爆蓄电池驱动两种驱动方式，由智能控制系统、驱动部分、动力部分、制动部分和起吊梁等部件组成，各部件通过连接杆件铰接在一起。4.24.3型号基本参数3T/XXXXXXX—XXXX表1柴油机单轨吊运输机器人序号项目技术指标1最大牵引力300kN3最大运行速度3m/s4适应坡度≤25°5定位精度<30cm6障碍物最大探测距离30m7避障响应时间≤200ms8平均无故障工作时间≥2000h表2蓄电池单轨吊运输机器人序号项目技术指标1最大牵引力392kN3最大运行速度2m/s4适应坡度≤15°5定位精度<30cm6障碍物最大探测距离30m7避障响应时间≤200ms8平均无故障工作时间≥2000h5技术要求5.1基本要求5.1.1单轨吊机器人应符合本标准的规定，并按照经规定程序批准的图样及技术文件制造。5.1.2单轨吊机器人采用的聚合物制品应具有阻燃和抗静电性能，并符合MT113的规定；所用的制动材料应选用在制动时不会引爆和燃烧的材料制成，并符合国家标准GB/T13813的规定；紧急制动装置应采用失效安全型。5.1.3单轨吊机器人的配套电气设备应符合GB3836.1、GB3836.2和GB3836.4的规定。均须经国家指定的防爆检验单位检验合格，并持有防爆合格证书。属安标管理的，应有安全标志证书。5.1.4单轨吊机器人应至少具备2路以上相对独立回油的制动系统，应设置超速保护装置。5.1.5单轨吊机器人的液压系统应符合GB/T3766的规定。5.1.6液压系统以额定工作压力的1.5倍试验，保压5min不得渗漏。5.1.7液压系统油箱中的油温不超过70℃。5.1.8电路绝缘耐压应满足施以50Hz交流1280V试验电压，1min无击穿现象。5.1.9每列单轨吊机器人中，应配备1～2台安全制动装置。制动力总和应不小于额定牵引力的1.5～2倍，每台制动装置上应配备一个自动限速装置，这种自动限速装置既能远程遥控施闸，又可近距离紧急遥控施闸。5.1.10单轨吊机器人应至少配备下列警示装置：4T/XXXXXXX—XXXX——机车启动报警装置；——机车运行指示灯；——故障报警装置；——障碍物报警装置。5.2智能运输性能要求5.2.1单轨吊机器人应具备定位导航系统，该系统应具备至少以下功能：——实时定位功能，并应能够实时将位置信息传递给上位机；——自适应导航功能，应能够进行导航地图自适应构建和动态更新，保证单轨吊机器人能够自主按照设定路线行驶。5.2.2单轨吊机器人应具备智能决策能力，根据速度和位置等信息进行安全状态评估、自主防撞避障、优化驾驶等决策控制。智能决策能力要满足以下要求：——当单轨吊机器人受到突发碰撞时，设备应能进行安全评估并将评估结果传递给上位机；——当判断前方有障碍物时，应启动制动指令，保证完全停止后位置与障碍物距离≥20m；——远程调整控制单轨吊机器人的行驶速度，单轨吊机器人应能够自主调整加速度，保证机车平稳调速。5.2.3单轨吊机器人应具备高精度的自主抓取和自动放置能力，能够安全、稳定地运输重型物品。5.2.4单轨吊机器人应具备无线数据互联能力，能够与其他设备和系统进行信息交换和协同工作。5.2.5单轨吊机器人应能够独立完成自动加油或自动充电功能，自动充电流程应符合GB/T27930的规5.2.6单轨吊机器人应具备故障报警和自我诊断系统功能，单轨吊机器人在出现以下情况之一时，自动保护监控功能应能启动紧急制动，并能将故障类型进行识别传递给上位机：——行车速度超过安全限定速度；——瓦斯浓度达到1.0%（有煤（岩）与瓦斯突出矿井和瓦斯喷出区域中瓦斯浓度达到0.5%——工作部件出现可能会导致其不可逆损坏的故障；——通讯系统失去通讯连接时；——液压系统压力低于技术文件规定值。5.2.7单轨吊机器人应具备可靠的通信系统，应符合MT/T209要求，能够实现机器人与操作人员或其他机器人的良好沟通。5.3整机性能要求5.3.1单轨吊机器人应具有在水平曲率半径为4m、垂直曲率半径为8m轨道上的通过能力。5.3.2单轨吊机器人最大牵引力、限定速度应符合表1的规定，牵引力允许偏差±5%，速度允许偏差±5%。5.3.3自动限速装置应保证当运行速度超过运行最大速度的15%时能自动起作用。其执行机构允许和紧急制动装置合用。5T/XXXXXXX—XXXX5.3.4安全制动和停车制动装置应为失效安全型，制动力应为额定牵引力的1.5-2倍。5.3.5在最大载荷最大坡道上以最大设计速度向下运行时，紧急制动距离不应超过这一速度下6s行程。5.3.6紧急制动作用的空动时间不应超过0.7s。5.3.7在最小载荷最大坡度上向上运行时，制动减速度不应大于5m/s2。5.3.8单轨吊机器人应配备瓦斯自动检测报警装置，当巷道瓦斯含量达0.5%时，应能自动报警、自动断电（油）、停止柴油机工作。5.4柴油机驱动的单轨吊机器人特殊性能要求5.4.1柴油机驱动的单轨吊机器人具有出现下列任意情况时，均能停止柴油机工作，并实施紧急制动的保护装置：a)柴油机转速超过许可最大转速时；b)柴油机冷却水温度超过70°C时；c)柴油机废气排气口温度超过70°C时；d)柴油机润滑油压力低于规定值时。5.4.2燃油箱的最大容量不应超过8h正常运行所需的油量，燃油管系应使用非燃性材料制造。加油孔和通气孔的孔盖应以螺纹连接。燃油箱应进行水压试验：水压0.03Mpa保存3min，油箱不应泄露和产生塑性变形。5.5蓄电池驱动的单轨吊机器人特殊性能要求5.5.1蓄电池驱动的单轨吊机器人应有通讯系统、蓄电池容量指示器及漏电监测保护，电池安全性能指标应满足GB3836.1-2010中的规定。5.5.2蓄电池组容量应达到385Ah。5.5.3单轨吊机器人应具有充电后不小于120t.km的连续运载能力。5.6电磁兼容性5.6.1辐射敏感度单轨吊机器人应能承受GB/Z19397中规定的辐射抗扰性试验，试验期间和试验后，机器人应能正常工作。5.6.2磁场敏感度单轨吊机器人应能承受GB/Z19397中规定的磁场抗扰性试验，试验期间和试验后，机器人应能正常工作。5.7适用环境条件5.7.1单轨吊机器人适用温度应为－20℃~+40℃。5.7.2单轨吊机器人适用湿度应为95%RH25℃)。5.7.3单轨吊机器人应具有防爆合格证，应能在爆炸性气体环境中正常使用。5.8可靠性6T/XXXXXXX—XXXX单轨吊机器人的可靠性用平均无故障工作时间(MTBF)和平均修复时间（MTTR）衡量，一般MTBF不小于2000h，MTTR不大于30min。5.9外观要求5.9.1单轨吊机器人所有外露表面应无飞边、毛刺、锈皮和焊渣等杂物。5.9.2外表清洁干净，涂底漆砂光，按图样要求喷面漆。要求漆层均匀，结合牢固，不得有皱纹、流痕、针孔和起泡等缺陷。6试验方法6.1智能运输性能测试6.1.1定位导航系统试验a)让单轨吊机器人在预定路线进行行驶，在路线中设置多个位置标记，观察上位机获取的位置信息与标记位置是否相同。多次试验，避免偶然事件发生。b)对单轨吊机器人输入三条预定的行驶路线，通过传感器感知到在其路线规划上存在的静态或动态障碍物，按照相应算法进行路径实时更新，观察能否最终绕开障碍物到达目的地。选择3条预定路线，试验3次。6.1.2智能决策能力单轨吊机器人按照设定路线行驶，设置以下几种情况并进行验证：c)远程控制使其某一瞬时速度超过最大额定速度，观察单轨吊机器人能否做出相应决策，试验3d)在上位机临时更改目的地，试验3次，更改3次不同目的地，观察单轨吊机器人能否及时到达新的目的地；e)人为的在单轨吊机器人行驶途中设置障碍物，试验重复3次，1次试验障碍物设置在检测区的中线上，另外两次障碍物分别设置在检测区的两端，测试紧急制动后的位置到障碍物的距离，与表1进行比较。6.1.3自动抓取能力试验在上位机中输入取货和放置货物的位置，测试单轨吊机器人能否独立自主的完成这一工作任务。设置3组不同取放货物的位置，每组试验3次。6.1.4无线数据互联能力试验检验单轨吊机器人与其他设备的数据交换情况，观察交换数据与设定数据是否一致。输入3组不同数据，进行对比。6.1.5自动充电或自动加油能力试验a)柴油机驱动的单轨吊机器人：观察当柴油耗尽时，单轨吊机器人能否自主到达加油位置进行加油，试验3次；b)蓄电池驱动的单轨吊机器人：观察当电池电量耗尽时，单轨吊机器人能否自主到达充电位置进行充电，试验3次。7T/XXXXXXX—XXXX6.1.6故障诊断与预警能力试验对单轨吊机器人人为制造一些故障情况，观察单轨吊机器人能否精准进行故障诊断，并根据诊断结果进行预警和自主决策。6.1.7无线通信系统性能试验按MT/T209中的规定执行。6.2整机基本性能测试6.2.1通过能力试验柴油机驱动与蓄电池驱动的单轨吊机器人通过能力试验分别按MT/T883-2000中6.15与MT/T883-2000中6.1的规定执行。6.2.2最大牵引力试验柴油机驱动与蓄电池驱动的单轨吊机器人最大牵引力试验分别按MT/T883-2000中6.1与MT/T887-2000中6.2的规定执行。6.2.3最大运行速度试验柴油机驱动与蓄电池驱动的单轨吊机器人最大运行速度试验分别按MT/T883-2000中6.2与MT/T887-2000中6.6的规定执行。6.2.4自动限速装置试验柴油机驱动与蓄电池驱动的单轨吊机器人自动限速装置试验分别按MT/T883-2000中6.4和MT/T887-2000中6.8的规定执行。6.2.5紧急制动力试验柴油机驱动与蓄电池驱动的单轨吊机器人紧急制动力试验分别按MT/T883-2000中6.3和MT/T887-2000中6.5的规定执行。6.2.6制动距离试验柴油机驱动与蓄电池驱动的单轨吊机器人制动距离试验分别按MT/T887-2000中6.17和MT/T887-2000中6.10、6.11的规定执行。6.2.7紧急制动空行程时间试验柴油机驱动与蓄电池驱动的单轨吊机器人紧急制动空行程时间试验分别按MT/T883-2000中6.5和MT/T887-2000中6.7的规定执行。6.2.8紧急制动上坡制动减速度试验单轨吊机器人紧急制动上坡制动减速度试验按MT/T887-2000中6.10的规定执行。6.2.9瓦斯测定报警和断电保护试验8T/XXXXXXX—XXXXa)柴油机驱动的单轨吊机器人：用瓦斯含量0.5%的气体向瓦斯自动检测报警装置喷射，观察瓦斯自动检测报警装置是否能自动报警、自动断油，停止柴油机工作。b)蓄电池驱动的单轨吊机器人：用瓦斯含量0.5%的气体向瓦斯自动检测报警装置喷射，观察瓦斯自动检测报警装置是否能自动报警、自动断电，停止电机工作。6.3柴油机驱动的单轨吊机器人特殊性能测试——柴油机超速保护试验按MT/T883-2000中6.6的要求执行；——柴油机冷却水超温保护试验按MT/T883-2000中6.7的要求执行；——柴油机排气超温保护试验按MT/T883-2000中6.8的要求执行；——柴油机润滑油低压保护试验按MT/T883-2000中6.9的要求执行。6.4蓄电池驱动的单轨吊机器人特殊性能测试——蓄电池组容量试验按MT/T887-2000中6.18的要求执行；——连续运行试验按MT/T887-2000中6.19的要求执行。6.5电磁兼容性试验6.5.1辐射敏感度按GB/Z19397-2003中第6章的规定执行。6.5.2磁场敏感度按GB/Z19397-2003中第6章的规定执行。6.6适用环境条件试验6.6.1温度试验按GB/T14093.7-2009中5.2的规定执行。6.6.2恒定湿热试验按GB/T14093.7-2009中5.2的规定执行。6.6.3防爆性能试验按GB/T14093.7-2009中5.2的规定执行。6.7可靠性按GB/T39590.1-2020中第8章的规定执行。6.8外观和结构按JB/T8896-1999中5.2的规定执行。7检验规则单轨吊机器人的一般技术要求采用常规的检验方法，外观质量采用目测的检验方法，型式检验与出厂检验按表2进行。7.1检验分类单轨吊机器人检验分出厂检验和型式检验两种，检验项目按表3进行。9T/XXXXXXX—XXXX序号检验项目技术要求检验方法检验类别型式1智能运输性能定位导航系统5.2.1√√2智能决策能力5.2.2√√3精准取放能力5.2.3√√4无线数据互联能力5.2.4√√5自动充电或自动加油能力5.2.5√√6故障诊断与预警能力5.2.6√√7通信系统性能5.2.7√√8整机性能通过能力5.3.16.2.1√√9最大牵引力5.3.26.2.2√√最大运行速度5.3.26.2.3√√自动限速装置5.3.36.2.4√√紧急制动力5.3.46.2.5√√制动距离5.3.56.2.6√√紧急制动空行程时间5.3.66.2.7√√紧急制动上坡制动减速度5.3.76.2.8√√瓦斯测定报警和断电保护5.3.86.2.9√√柴油机或蓄电池单轨人特殊性能柴油机超速保护5.4.16.3√√柴油机冷却水超温保护5.4.16.3√√柴油机排气超温保护5.4.16.3√√柴油机润滑低压保护5.4.16.3√√蓄电池组容量5.5.26.4√√一次充电后连续运行5.5.36.4√√容性辐射敏感度5.6.16.5.1—√磁场敏感度5.6.26.5.2—√使用环境条件温度5.7.16.6.1—√恒定湿热5.7.26.6.2—√防爆性能5.7.36.6.3—√可靠性5.86.7—√外观和结构5.96.8√√7.2出厂检验7.2.1每台矿山智能单轨吊运输机器人都应进行出厂检验，检验由制造厂检验部门进行。7.2.2表3规定的出厂检验项目检验合格后，应附有制造厂检验部门签发的检验合格证，同时附有防T/XXXXXXX—XXXX爆合格证和安全标志方能出厂，出厂检验的判定规则按7.3.4规定进