DQZHAN技術(shù)訊：漲知識(shí)｜工業(yè)級(jí)運(yùn)維機(jī)器人在電力領(lǐng)域的應(yīng)用

工業(yè)機(jī)器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器裝置，它能自動(dòng)執(zhí)行工作，是靠自身動(dòng)力和控制能力來(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。它可以接受人類指揮，也可以按照預(yù)先編排的程序運(yùn)行，現(xiàn)代的工業(yè)機(jī)器人還可以根據(jù)人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。

一、工業(yè)級(jí)機(jī)器人特點(diǎn)：

(1)可編程。生產(chǎn)自動(dòng)化的進(jìn)一步發(fā)展是柔性啟動(dòng)化。工業(yè)機(jī)器人可隨其工作環(huán)境變化的需要而再編程，因此它在小批量多品種具有均衡高效率的柔性制造過(guò)程中能發(fā)揮很好的功用，是柔性制造系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。

(2)擬人化。工業(yè)機(jī)器人在機(jī)械結(jié)構(gòu)上有類似人的行走、腰轉(zhuǎn)、大臂、小臂、手腕、手爪等部分，在控制上有電腦。此外，智能化工業(yè)機(jī)器人還有許多類似人類的“生物傳感器”，如皮膚型接觸傳感器、力傳感器、負(fù)載傳感器、視覺(jué)傳感器、聲覺(jué)傳感器、語(yǔ)言功能等。

(3)通用性。除了專門(mén)設(shè)計(jì)的專用的工業(yè)機(jī)器人外，一般工業(yè)機(jī)器人在執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)時(shí)具有較好的通用性。比如，更換工業(yè)機(jī)器人手部末端操作器(手爪、工具等)便可執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)。

(4)工業(yè)機(jī)器技術(shù)涉及的學(xué)科相當(dāng)廣泛，歸納起來(lái)是機(jī)械學(xué)和微電子學(xué)的結(jié)合-機(jī)電一體化技術(shù)。第三代智能機(jī)器人不僅具有獲取外部環(huán)境信息的各種傳感器，而且還具有記憶能力、語(yǔ)言理解能力、圖像識(shí)別能力、推理判斷能力等人工智能，這些都是微電子技術(shù)的應(yīng)用，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用密切相關(guān)。因此，機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展必將帶動(dòng)其他技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用水平也可以驗(yàn)證一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)和工業(yè)技術(shù)的發(fā)展水平。

二、工業(yè)級(jí)機(jī)器人技術(shù)原理：

(1)開(kāi)放性模塊化的控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)：采用分布式CPU計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，分為機(jī)器人控制器(RC)，運(yùn)動(dòng)控制器(MC)，光電隔離I/O控制板、傳感器處理板和編程示教盒等。機(jī)器人控制器(RC)和編程示教盒通過(guò)串口/CAN總線進(jìn)行通訊。機(jī)器人控制器(RC)的主計(jì)算機(jī)完成機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、插補(bǔ)和位置伺服以及主控邏輯、數(shù)字I/O、傳感器處理等功能，而編程示教盒完成信息的顯示和按鍵的輸入。

(2)模塊化層次化的控制器軟件系統(tǒng)：軟件系統(tǒng)建立在基于開(kāi)源的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)Linux上，采用分層和模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)軟件系統(tǒng)的開(kāi)放性。整個(gè)控制器軟件系統(tǒng)分為三個(gè)層次：硬件驅(qū)動(dòng)層、核心層和應(yīng)用層。三個(gè)層次分別面對(duì)不同的功能需求，對(duì)應(yīng)不同層次的開(kāi)發(fā)，系統(tǒng)中各個(gè)層次內(nèi)部由若干個(gè)功能相對(duì)對(duì)立的模塊組成，這些功能模塊相互協(xié)作共同實(shí)現(xiàn)該層次所提供的功能。

(3)機(jī)器人的故障診斷與**維護(hù)技術(shù)：通過(guò)各種信息，對(duì)機(jī)器人故障進(jìn)行診斷，并進(jìn)行相應(yīng)維護(hù)，是保證機(jī)器人**性的關(guān)鍵技術(shù)。

(4)網(wǎng)絡(luò)化機(jī)器人控制器技術(shù)：當(dāng)前機(jī)器人的應(yīng)用工程由單臺(tái)機(jī)器人工作站向機(jī)器人生產(chǎn)線發(fā)展，機(jī)器人控制器的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)變得越來(lái)越重要?？刂破魃暇哂写?、現(xiàn)場(chǎng)總線及以太網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)功能?？捎糜跈C(jī)器人控制器之間和機(jī)器人控制器同上位機(jī)的通訊，便于對(duì)機(jī)器人生產(chǎn)線進(jìn)行監(jiān)控、診斷和管理。

三、工業(yè)級(jí)機(jī)器人應(yīng)用：

工業(yè)機(jī)器人的典型應(yīng)用包括焊接、刷漆、組裝、采集和放置(例如包裝、碼垛和 SMT)、產(chǎn)品檢測(cè)和測(cè)試等; 所有的工作的完成都具有高效性、持久性、速度和準(zhǔn)確性。

工業(yè)機(jī)器人能替代越來(lái)越昂貴的勞動(dòng)力，同時(shí)能提升工作效率和產(chǎn)品品質(zhì)。能源十三五規(guī)劃提出，積極推動(dòng)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展。運(yùn)維機(jī)器人在核能、風(fēng)電、電力、石化、水利、光伏能源領(lǐng)域全壽期管理，依托互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)全天候監(jiān)測(cè)、智能控制、運(yùn)維檢修。

常見(jiàn)工業(yè)級(jí)能源運(yùn)維機(jī)器人：

(1)核電級(jí)管道運(yùn)維機(jī)器人

功能：智能磁吸附單元實(shí)現(xiàn)管道內(nèi)部行走、過(guò)彎、攀爬;履帶自動(dòng)適應(yīng)300mm以上不同直徑的管道;激光雷達(dá)自主建模定位;360度可旋轉(zhuǎn)高清攝像頭;開(kāi)放式平臺(tái)，拓展搭配各種檢測(cè)及維修功能模塊。

應(yīng)用：電力行業(yè)循環(huán)水管道;石油石化管道;大型鋼制儲(chǔ)罐。

(2)工業(yè)級(jí)仿生物智能機(jī)器人

功能：20自由度仿生物機(jī)器人;復(fù)雜地形智能行走，磁吸附爬壁;袖珍型360可移動(dòng)相機(jī)云臺(tái);激光雷達(dá)導(dǎo)航，激光燈傳感器;開(kāi)放式拓展平臺(tái)，拓展裝配檢測(cè)及維修工具。

應(yīng)用：電力行業(yè)大型儲(chǔ)罐;電廠冷卻塔、煙囪等大型鋼結(jié)構(gòu);復(fù)雜地形地面。

(3)軌道巡檢消防機(jī)器人

功能：鋁合金單軌式懸吊安裝;高速多機(jī)聯(lián)網(wǎng)智能巡檢，裝載360度攝像頭及熱成像儀;環(huán)境異常檢測(cè)、入侵識(shí)別、溫濕度、有害氣體檢測(cè);煙霧檢測(cè)、著火電定位、消防彈滅火、消防輔助;線纜及設(shè)備破損及異常識(shí)別報(bào)警。

應(yīng)用：核電管廊;城市綜合地下管廊;軌道交通隧道;煤礦礦道。

(4)工業(yè)級(jí)巡檢無(wú)人機(jī)

功能：**級(jí)四旋翼飛行控制平臺(tái);360度可旋轉(zhuǎn)攝像頭及熱成像儀;視覺(jué)裂紋、破損及故障檢測(cè);紅外熱成像探傷。

應(yīng)用：核電廠**殼;發(fā)電廠冷卻塔;風(fēng)力發(fā)電樁;跨海大橋。

(5)軌道式光伏電站運(yùn)維機(jī)器人

功能：工字型軌道整站運(yùn)行，跨整列運(yùn)行;獨(dú)立6自由度運(yùn)輸機(jī)器人，實(shí)時(shí)對(duì)軌，克服每列安裝誤差;無(wú)水清掃、雨水收集及噴淋單元;機(jī)械臂模塊，遠(yuǎn)程體感式操控現(xiàn)場(chǎng)作業(yè);360度控制高清云臺(tái)攝像頭單元;熱成像模塊紅外掃描，全局識(shí)別熱斑及裂紋;功能及模塊可拓展，對(duì)無(wú)人化電站提供技術(shù)基礎(chǔ)。

應(yīng)用：光伏電站;無(wú)人化智能電站。

(6)單機(jī)式光伏電站運(yùn)維機(jī)器人

功能：橡膠履帶式驅(qū)動(dòng)，輕松越障;超柔軟式尼龍布刷，無(wú)水清掃;自動(dòng)雨水收集及有水噴淋系統(tǒng);視頻檢測(cè)識(shí)別光伏組件裂紋及鳥(niǎo)糞異物;陣列式溫度掃描，識(shí)別光伏組件熱斑等組件故障。

應(yīng)用：光伏電站單列式部署。

工業(yè)機(jī)器人正向著智能化方向發(fā)展，而智能工業(yè)機(jī)器人將成為未來(lái)的技術(shù)制高點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。

未來(lái)的智能化方向不會(huì)改變，并且會(huì)將機(jī)器人產(chǎn)品拓展到更多行業(yè)，形成完備的系統(tǒng)?，F(xiàn)今我國(guó)人工利息不時(shí)上升的大環(huán)境下，工業(yè)機(jī)器人必將迅速發(fā)展，逐漸成為工廠自動(dòng)化生產(chǎn)線的主要發(fā)展形式。