沈自所“混凝土流道检测机器人研制”顺利通过项目验收

为宣泄水库、河道、渠道、涝区超过调蓄或承受能力的洪水或涝水，以及为泄放水库、渠道内的存水以利于安全防护或检查维修的水工建筑物。泄水建筑物是保证水利枢纽和水工建筑物的安全、减免洪涝灾害的重要的水工建筑物。泄水建筑物的泄水方式有堰流和孔流两种。通过溢流坝、溢洪道、溢洪堤和全部开启的水闸的水流属于堰流;通过泄水隧洞、泄水涵管、泄水(底)孔和局部开启的水闸的水流属于孔流。

近期，中国科学院沈阳自动化研究所承担的中国长江电力股份有限公司“混凝土流道检测机器人研制”项目在宜昌顺利通过项目验收。

本项目研制的混凝土流道检测机器人由爬壁机器人、视觉检测子系统及安全辅助子系统组成，基于滚动密封的机理，采用远程遥控和全自动工作模式，实现沿壁面行走、越障及混凝土表面缺陷识别、定位、测量及三维图形绘制等功能，具备轻量化、大负载、稳定可靠的吸附爬壁性能。该机器人应用于三峡电站混凝土流道检测属于国内首次，将本项目研制的机器人技术与系统应用于水电站混凝土泄水设施缺陷检测，可有效降低检测作业难度和安全风险，提高检测效率和质量，提升流道检修的智能化作业水平。

爬壁机器人可以在垂直墙壁上攀爬并完成作业的自动化机器人。爬壁机器人又称为壁面移动机器人，因为垂直壁面作业超出人的极限，因此在国外又称为极限作业机器人。爬壁机器人必须具备吸附和移动两个基本功能，而常见吸附方式有负压吸附和永磁吸附两种。其中负压方式可以通过吸盘内产生负压而吸附于壁面上，不受壁面材料的限制;永磁吸附方式则有永磁体和电磁铁两种方式，只适用于吸附导磁性壁面。

机器人能在墙面上移 动,必须有依附壁面的固着机能和车轮或脚动作的运动机能.固着方式大体上有吸附式和把持式.吸附式与墙面是面接触,有真空式和电磁式两种,通常对墙面没有 特殊的要求.另一种为把持式,通常是在墙面上预设梯子和把手等突出物.运动方式一般有车轮式,履带式和脚式三种.固着方式中真空吸附式应用最广泛。爬壁机器人主要用于石化企业对圆柱形大罐进行探伤检查或喷漆处理，或进行建筑物的清洁和喷涂。在核工业中用来检查测厚等，还可以用于消防和造船等行业。

视觉检测系统就是用工业相机代替人眼睛去完成识别.测量.定位等功能。一般视觉检测系统由相机、镜头、光源组合合成，可以代替人工完成条码字符、裂痕、包装、表面图层是否完整、凹陷等检测，使用视觉检测系统能有效的提高生产流水线的检测速度和精度，大大提高产量和质量，降低人工成本，同时防止因为人眼疲劳而产生的误判。使用相机、镜头、光源3大组合代替人工检测(本案例基于电子书视觉检测设计)

全方位视频检测：

爬行器安装高分辨率彩色摄像机，摄像机可以360°观察，电动聚焦，100倍变倍系统，配备辅助照明系统(1090摄像机可变焦变倍)。

自动倾斜角度检测系统：

摄像机辅助系统，自动检测摄像机倾斜角度，校正精度0.5°;可以使拍摄的图像始终处于正立状态(复位状态下可自动平衡)，以便于操作人员观察。

数控辅助照明系统：

采用编码器数位控制的辅助照明系统，可以精确配置合理光源，最新技术的低功耗照明芯片大幅提高光亮度，同时功耗只有常规照明的1/3，延长了设备在恶劣环境下的工作时间，安全系数大大提高。

远程控制通常通过网络才能进行。位于本地的计算机是操纵指令的发出端，称为主控端或客户端，非本地的被控计算机叫做被控端或服务器端。远“程”不等同于远“距离”，主控端和被控端可以是位于同一局域网的同一房间中，也可以是连入Internet的处在任何位置的两台或多台计算机。早期的远程控制往往指在局域网中的远程控制而言，随着互联网和技术革新，就如同坐在被控端电脑的屏幕前一样，可以启动被控端电脑的应用程序，可以使用或窃取被控端电脑的文件资料，甚至可以利用被控端电脑的外部打印设备(打印机)和通信设备(调制解调器或者专线等)来进行打印和访问外网和内网，就像利用遥控器遥控电视的音量、变换频道或者开关电视机一样。早期的远程控制大部分指的是电脑桌面控制，而后的远程控制可以使用手机、电脑控联网的灯、窗帘、电视机、摄像机、投影机、指挥中心、大型会议室等。

延伸阅读：

典型的极限作业机器人有如下的结构和功能:

①传感器系统:主要有力觉系统(包括触觉、力觉和滑觉等)、视觉系统(包括可见光视觉、红外视觉、X光视觉、超声视觉、微波视觉等)。有些极限作业机器人还带有听觉系统。传感系统的功能是给遥控操作者有临场感或给自主式极限作业机器人提供环境与作业对象的状态信息。

②遥控系统：极限作业机器人大多数是采用遥控方式，人在安全地区指挥，机器人在极限条件下操作。遥控方式有指令方式(包括有线传输、无线传输)、随动方式以及上述两种的混合方式。

③移动机构：主要有履带车辆等方式，使机器人在遥控下进入作业区，并能在一定的范围中活动。

④故障自诊断和自救系统：在故障发生后，发出故障信息并指出故障所在，并能自动接通备用系统排除故障。在严重的情况下，可自动返回、撤出极限作业区。

⑤灵活的末端操作器。

新闻来源：中国科学院沈阳自动化研究所

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