干货|特种机器人沙龙(一)带你领略人类无法到达的领域
6月14日,机器人大讲堂在宁波中国机器人峰会的分论坛中,迎来了一批这样的专家。他们在中国是特种机器人行业专家,也许他们并不是蜚声海内外的名人,但他们却在各自的领域叱咤风云。这就是我们机器人大讲堂的特殊嘉宾,特种机器人沙龙一的成员:张明路、杨宏斌、尚红、齐俊桐、陈林、宋毅峰。
在讲座中来自河北工业大学的张明路教授为大家介绍了他的科研成果——用于核电站的特种机器人,包括:水下多功能爬行机器人、嗅觉评估机器人、石化泄露修补机器人和危险货物搬运的双臂机器人等。
来自天津大学的齐俊桐教授向大家介绍了关于商用无人机的技术领域和应用前景。关于商用无人机齐俊桐教授指出,商用无人机现在面临三个缺陷,首先是当今的无人机只有小脑没有大脑,其次是缺乏完整的解决方案和良好用户体验,第三是现在无人机只是一个飞行平台用户得不到有用的信息。所幸的是这些无人机技术都在有条不紊的进展着。而商业无人机应用的三个爆发点在于:第一是农业,第二是公共安全,第三是火灾信息的处理。
来自国家地震中心尚红向大家介绍了地震应急救援和特种机器人的需求。尚主任指出,地震救援对特种机器人需求大致归为五类:第一灾情信息快速获取的飞行机器人;第二是能够在废墟的表面和内部搜索幸存者以及辅助救援搜索机器人;第三类是能够帮助救援队员打通生命通道的营救机器人;第四类辅助助力行走,托运装备重物的助力机器人;再有跟通用大工程机械设备快速对接,具有精细化、柔操作的智能救援属具。
杨宏斌先生为大家介绍了大数据条件下消防立体指挥部与无人机平台技术应用。杨先生指出,将大数据、云计算应用的公安、消防信息网络平台上将会大大提高救援效果。把火警专家的经验即专家数据集成起来应用到装备制造中,将有利于帮助救援人员快速了解灾情做到有的放矢,高效完成救援任务。
北京海兰信数据科技股份有限公司经理陈林向大家介绍了海洋无人系统的技术与应用。陈经理指出,海洋资源丰富,面积广袤,而海洋机器人的普及将彻底改变我们探索海洋的模式。海兰信致力于打造所有对海无人系统的建设,提供无人运动平台和综合的应用解决方案,并承诺他们提供产品之后将一包到底,提供4S服务。
来自中科院沈阳自动化研究所的宋毅峰向大家介绍了应用于电力方面的机器人,包括电力巡检机器人、绝缘检测机器人、变电站机器人以及500KV串补平台装置。宋研究员指出,机器人具备相应的适用性、安全性和可靠性,整个市场尤其是电力行业对机器人的需求是越来越强烈的。伴随着机器人的发展,如何把工具与机器人配合好也是现在的一个发展趋势。
以下是特种机器人沙龙各位嘉宾讲座内容:
主持人:各位来宾,上午好,我们先给大家汇报一下题目就是用于放射和有毒环境下机器人信息采集作业,时间关系,前面省略一下,说一下我们近期人类取得的成果。这块由于时间关系过一下。下面我向大家汇报一下我们取得的成果。
主持人:这个是核电站多功能水下爬行机器人,主要适用于压力比较大的系统。这个在核电站已经用了。这个主要水下进行异物的抓取,包括相关的识别,信息采集。
这个是我们做的一个复杂环境下信息采集技术,这是我们做的第一代,我们这个机器人的一个特色就是这个被动搜集信息,这个能力比较强的。
这个是我们做的一个嗅觉评估机器人,这个在机器人的嗅觉、视觉、听觉的融合感知我们的一些复杂环境的相关信息。
这个是我们做的一个用于石化泄露的修补机器人。
这个是我们做的一个双臂机器人,主要做危险货物搬运的。现在夹起了,这个比具有一定的拟人的柔性。
这个是我们远程破拆。这个是人上带着模拟人的手臂,通过手臂远程的超过破拆。主要是一个有毒情景下介入的破拆被。经过一些破拆,可以采集它的一些远处的控制,一些废料的取样,搜集。
这是他们做的一个消防爆,这个主要适用一些危化的地方。这个3分钟可以打5吨水。打比较远。那么对于一些高远程的消防也是有帮助的,比较不错的系统。
主持人:由于时间关系我就向各位汇报这么多。下面有请天津大学齐俊桐博士讲一下无人机。他在无人机方面做了很多的工作。
齐俊桐:可以看出石教授是我们这个会场的网红,从刚才石教授急促的表情来,其实你们不知道刚才是一个机器人。也希望我们的科学家可以走到国外像石教授受欢迎。时间有限我跟大家分享无人机在商业领域应用技术的现状和发展,以大江无人机广泛使用使无人机不需要向大家解释干什么的,是什么的。但是说到无人机,我还是想从我们所在的时代说起,无人机其实就是机器人的一种,我们可以看到其实现在的机器人的变化,我们总结一下,无论车辆还是应用等等机器人,其实从离人越来越远,到离人越来越近,其实是机器人对环境适应越来越强。无人机也不例外。早期无人机是军用,飞得非常快,高。现在的无人机用到物流等等,他们环境适应能力越来越强。
最后消费无人机出来很多的黑科技,包括跟踪,跟随。这些黑科技在这种商业无人机应用领域还没有开始实际的使用。可能我最多的研究和应用是在商业领域,从国际上预测,商业无人机的应用会是成为无人机第二次浪潮,第一次是以大江这样消费无人机带领起来,第二个就是在农业,公共安全领域爆发。
但是现在,想让无人机在商业领域爆发,那么它现状不容我们乐观,主要三个原因有三个缺陷,现在的无人机都缺乏大脑,只有小脑,只能在空中悬停,回传一个图象,第二缺乏完整的解决方案和良好用户体验,现在的大多数都是以演示为主。照一个照片,这个东西可以用了,结束了。第三其实现在的无人机并没有很多的人关注它的数据,用户得到了并不是有用的信息,而仅仅是一个飞行的平台,可以演示的状态这都是无人机在商业的应用。
无人机技术就是为了解决我刚才说三方面瓶颈,无论大脑方面,还是环境感知方面,还是数据服务方面,都在用有条不紊尽快的进展。应该说大脑,所谓的飞行控制,是解决整个数据的核心。那么现在,也有很多的能够搜集所有无人机飞行应用的数据。再通过数据的云计算、大数据处理,筛选出有用的信息,供客户使用、分析。那么,大脑有几方面的特性,需要在商业领域进一步注意,因为商业领域平台不一样的,所以需要大脑适应不同的飞行平台。第二需要大脑能够接入不同的传感器,适应不同的商业应用。第三大脑要具备环境理解的能力,比如说在物流的时候,需要在城市或者复杂的环境,能够躲避识别障碍物。能够对不同的地形,对不同的作物,对不同的这种环境,能够自动的识别、以及自动的适应。
能够不仅仅感知障碍物,还知道障碍物属性,避开的时候,把人作为第一优先级,建筑第二优先级,数目第三优先级,不仅知道有障碍物,还要知道是什么。
有了这样的一些技术的发展,那么将会推动无人机在商业领域应用,无人机并不是什么都可以解决的。那么它在某些领域应该说是最有希望解决的。那么第一个我们认为农业是未来无人机可能会爆发的行业。以现在18亿亩农业土地红线,如果这种方式喷药的话,每年市场容量销售到服务180到200亿之间,这个可以从经济上算起来账,这个成本大概到5-8块钱,现在人力成本到了8-10块钱。随着设备技术提高,逐渐取代人工配药的方式。第二个方面就是公共安全,其实公共安全是这种机器人最容易进入的地方,属于高危的环境,那么现在空中的设备可以对着火点进行定位给到消防车,现在消防车可以把这个根据经纬度把水打到着火点上。第三个就是灾害信息的处理,还是说到刚才一个话,无人机仅仅是一个平台,我们要关注它的数据,如果可以给客户提供有效的数据。这个图象是庐山地震现场的图象,可以通过飞行的过程中,可以把倒塌的房屋,自动标识出来,最后能够给出一个作业的报告单。随着这样图象给了处理还有30%的误差,但是足以给这个搜救人员比较宏观的信息。那么这就是通过后台的数据处理,还有前期的数据的学习来完成的。
还有就是能源巡检,现在出油里程比较长,通过这种方面巡检不仅仅是飞机传到那,由人来看图象,这不能解决巡检实际问题,这个通过自动图片处理,把过热,或者破损点标记出来,通过ERP给维修的人员下通知。当然电力方面的应用不仅仅是巡检,还可以做长距离的修复。时间有限,我把报告缩短了,可能几分钟,后面还会在北京的机器人大讲堂上有更加详细的报告。
主持人:谢谢齐博士。下面有请国家地震中心的尚主任。
尚红:大家好,很荣幸有这个机会,在咱们机器人峰会的讲堂上,为大家介绍一下地震应急救援和特种机器人的需求。首先介绍一系地震救援需求。地震救援简单的说就是调动一切可以调动的力量,救人、维稳。那么,全球每年发生地震是非常的多的。那么,有感地震有5万余次,破坏性地震大概有1千余次。就是感谢上苍,对我们人类的眷顾,使大多数地震发生在无人区,那在我国,5级以上的地震可能造成人员伤亡,这样的地震每年有20次。7级以上的破坏性地震我们称之为地震巨灾,3年就有2次。好在我们国家7级以上的地震,大多数也是发生在无人区,比如81年大地震,地表破裂达到400多公里,但是地面上没有人生活,没有生命线的工程,所以没有造成破坏。
再来看地震造成的伤亡是所有灾种,占到了54%。仅在20世纪,地震造成的死亡人数加上这个伤残人数,就是丧失劳动力的人加起来超过130万。那么地震救援时间就是生命。那在30分钟之内,如果把这个幸存者从废墟中救出来,它的存活率能够在90%以上。随着时间的推移,存活率会降得非常低。三天以后,比如五就就不到10%了。就是你千辛万苦救出来,存活也是10%。那时间就是生命,我们第一要务就是救人。以汶川地震为例,汶川地震从地表造成了320公里的地表破裂,仅用了1分钟39秒。那么它受灾面积达到40余万平方公里。
在08年余震5万多次。这个是震前和震后,震后一片废墟。北川中学千余名师生瞬间掩埋在这个滑坡,包括老城区居民也是这样的,所以非常的灾害。那么地震会造成建筑物严重毁坏,这还不是最糟糕的,最糟糕的就是我们很多楼,使得我们救援无从下手。这是在汶川地震中,我们救援队在斜楼里面搜救幸存者,有可能余震可能造成楼房坍塌,也可能造成救援人员的伤亡。地震还造成电力设施严重破坏。不仅我国是这样,国内外救援遇到的问题是大致相同的。比如海底,10年7.0级地震造成20多万人死亡。它的那个总统府包括国会大厦,教堂都遭受了严重的毁坏,那么联合国维和办公楼也坍塌了,这是我们维稳人废墟里面挖出来的。
大家知道日本灾难防御做得非常好的国家,遭遇9级大地震的时候,低的时候水淹了,高的地方火烧了。甚至引起了严重核泄露,到目前为止也没有得到很好的处置。地震发生了以后,我们在几小时内对灾情信息可以说是一片空白的。那么,当我们对这个灾情有一定的认识,是几小时,甚至几天以后,当我们对这个伤亡人员有了一个大致的把握,80%以上的掌握,可能就是几天和几十天以后的事情。地震发生以后重灾区在哪里?幸存者在哪里。灾情信息快速获取和幸存者搜索定位是我们最大的需求,另外一个就是知道幸存者定位以后,那么怎么去施救,用什么救援装备施救?中国的救援装备配制这十大类,根据归类不同,也又可以说是9类、8类的。面对这样严酷救援条件,我们需要什么样的装备?如果有力大无穷,类似变形金刚的机器人救援装备就能够解决我们的救援问题了。目前,这还是一个科学幻想。所以地震救援对特种机器人需求大致归为以下五类。第一灾情信息快速获取的飞行机器人,第二是能够在废墟的表面和内部搜索存者以及辅助救援搜索机器人,第三类是能够帮助救援队员打通生命通道的营救机器人。第四类辅助助力行走,托运装备重物助力机器人,再有跟通用大工程机械设备快速对接,具有精细化柔操作的,有一定智能的救援属具。可以使通用大型机械装备快速转化为专用的大型救援装备。因为我们知道,无论是国内外救援,都需要大型工程接卸设施配合,但是这个通用大型工程设备是为了解决生产性的问题,所以在这个我们的救援中,通用大型机械设备有很多不适应性,甚至有起到了相反的作用。飞行机器人在这个灾难过程当中可以快速宏观了解灾情信息,重点区域灾情信息以及夜间灾情调查,还有道路桥梁侦查,救援进展侦查及以及通讯工具等等,它的作用是广泛的。生命搜索机器人,能够在危险的废墟内替代人类,进入这个废墟内部,表面,搜索定位幸存者,把信息纯回来,为指挥部制订救援方案。营救机器人有缝,顶撑切割,搬运等,能够打通生命通道。助力机器人主要救援队员徒步进入灾区的时候帮助携带一些救援装备。这是刚才说的大型装备,因为我们地震是小概率的事件,如果长时间存储这些东西,很不经济的,所以这项技术的提出,现在在我国是我们首次提出,那么这样一个想法还是预言当中,2007年我们在过程863计划下,与相关科研单位承担了多个相关的项目和课题。共同研制出了我国第一批搜索营救助力辅助救援的机器人,在这个演练和教学中开展示范应用。其中洞穴机器人和无声及在庐山7.0级地震中首次配合国家救援队开展救援行动。这次应用大大的提高了我们救援队伍救援效率,得到了很高的评价。
但是以上这些研究还是处于实验样机的阶段,开展了一些示范应用,但是面对地震救援,断壁,干净裸露,我们机器人还存在以下5方面的问题,对于这些问题还是需要我们在座的科学家攻克它,解决它。那么古往今来,没有一场地震是一样的,没有一座废墟一模一样的。我们根据以往的经验对地震救援做了充分的准备,但是我们面对下一场的地震救援,还会遇到前所未有的问题,那么,非常的期盼一个多功能,高机动,能便携易操作救援机器人早日在我们这一代科学家手中诞生中。好,我的汇报完了,谢谢大家。
主持人:下面有请杨宏斌演讲。
杨宏斌:各位专家,各位朋友,大家上午好。我今天汇报的内容是大数据条件下消防立体指挥部与无人机平台技术应用。这个会上,刚才老实说到了大数据和消防指挥是越来越近了,为什么呢?像前面说的没有一场地震是一样的,没有一场灾难相同的。但是就像我说的救火,消防,也是没有一场火灾是一模一样的。没有一个火灾的灾害是可以复制的。所以在这里面,说的是消防立体指挥,也就是消防的智能。在这里我简要的说一下,因为现在国内机器人这个产业,消防机器人有很多企业在搞,但是批量生产装备的,大家知道不太多。现在统计,全国内做消防的机器人的企业大概一百多家。其中,有两家上市公司。但是规模都不是特别大。为什么呢?实质上,究其原因我觉得是现有的消防指挥平台和现有的消防装备,特别是机器人新型智能装备有一些不匹配的地方。如何把这个消防指挥平台中和无人平台接入,加入智能成分。这样再一个灾害来之前,或者灾害发生中和灾害处理后我们很快用一些数据的处理。然后智能分析,把这个结果进行掌握。特别是火的态势的情况,如何配制救火可以起到科学决策的作用,这样在消防中就能很精准的去指挥他们。另外在这个消防指挥平台下我们可以间我们无人平台的融合。这里面,我说了消防指挥的必要性。也有一些刊物里面都会有详细的介绍。针对现在无人消防平台的一些思考,这里面我也都不再说了。就是这里面我重点介绍一些第三章大数据消防智能化智慧。我讲大数据消防智能化指挥要有数据处理能力,全局把握能力,资源控制能力,信息通达能力,装备使用能力,在现实消防的数据,我们不能完全摒弃现有的消防平台,我定义辅助消防的指挥平台,一定是嵌入这个系统里面。
根据目前消防的构建指挥系统8类产品和模块,咱们现在消防这些,可以把自己进一步优化。比如建立一种集成数据解决方案。典型火场的解决方案,比如像变化,新港的区域,从前面的各种的信息的侦测,到发生火灾的时候前面的预警,包括发生的时候解决的预案,包括各种地理信息,化学品成分的分析和详细的,应该是一个立体性解决。包括无人机前期空中侦查,还有地面无人机平台可以携带更多的这种消防设备快速进入火场。另外在救援。构建立体消防平台,我们有一些支队和中队的指挥官,还有咱们战士,他们中队配备一些无人化消防平台,比如消防水炮,机器人,但是基本上现在目前都是表演得居多,演示性成分居多。那这样实际使用中,它的作用,发挥不出来。这里面我觉得主要是在这个指挥预案里面,包括前面的智能化的操作方面。智能化的指挥方面。有一些和现有的装备的体系,应该是不太接入。如果把这些地方,再用我们消防平台中建立好,包括消防的首长辅助决策的系统,这样很快速应用什么样的状态应用什么样的装备进行解决。网络化的平台会越来越发展。
大数据,云计算服务平台系统,不仅在消防当中,不仅是一驾驶了,牵涉到公安、消防,信息网络都会围绕平台运作。这样的话,它的救援效果将会大大提高。复杂环境的智能数据系统,这里面重点的话就是把智能专家库,因为刚刚说了解决很多的这种火场,火警专家这种经验,专家的这种数据,我们把它集成起来。再应用装备制造里面。
无人消防我重点介绍一下无人机,可能大家使用比较多的,什么多翼的,前翼的。还有轻型、弹射侦查的无人机系统。都将会在消防指挥无人机里面打造出来,这是一个定位。地面这种无人装备,我这里面就是突前5公里,在灾害前,如果能够提前先到这个5公里,就是3-5公里这样的安全区域,我觉得就是对于人的这种伤害会大的减少。这样的话,对于处置一些预案会起到一定的作用。包括重点区域侦查。这里面有一些消防水炮,我们国内的一些在做的。包括这些室内的消防的机器人。另外就是新型火灾面前我们可以精准的这种超高层建筑物灭火。
这里面还有一些环境检测,快速的探知未知场所的。因为我们可以看到从消防上面转化到我们后面场景救灾,特别是核辐射离我们越来越近了。
第六个方面我讲的是消防车无人化改造。为什么呢?现有我们完完全全把消防装备体系全部无人化离我们目前还有一定的距离。但是企业可以关注这一点,把现有的消防车,通过简单的这种加装,比如遥控,超视距技术引入进来,改造好。平时就是消防车,特殊情况的时候,由它,人员下来以后,保证救援人员的安全就要消防,或者对核辐射的抢险救灾。
后面的,因为时间有限,不多说了。我的汇报就到这里。谢谢。
主持人:谢谢,有请陈总。
陈林:大家好,海洋资源丰富,广袤的面积,而且在这个探索的浓度比机器人发展提供很广阔的空间,但是海洋机器人的发展和我们的生产生活,和大多数人离得比较远,我今天用5分钟时间沟通一下这个领域机器人发展的情况。
我们是在讲海上机器人,我在海上机器人无人系统,首先跟大家聊一下海上,什么是海上无人系统,大家可以看一下我们旁边这个图。我们的这个所谓海上无人系统,是根据海上海面,低空目标探索需求,探测的传感器系统搭载于海洋的无人机,无人艇,通过有效的数据和船队管理,实现可替代人的高效检测和应急相应。
无人现在的海洋无人系统分五大类,首先是AUV,这个就是水下自主航行器。这是第一大类,第二大类是USV,这个就是我们所说的海洋水面无人艇系统。第三大类是ROV。第四大类是我们无人机在海洋领域的应用。
我们在海洋领域的机器人最先发展的是ROV系统,ROV系统在国际上和国内都是发展基本成熟了,应用最多是水下工程的实施。通过这个机器人搭载机械手臂,探测系统,进行代替人操作。在国外的话,这个工人工资最高。在国外,国外一个牌子有了20几年的经验,但是处于中上水平。在国外从70年代末开始研究,98年的时候,海马系,以后达到了6千米的深度。我们也在这个项目里面进行了参与,现在基本上已经达到了一个国际水平。水下这个自主航行器,这边,其实这个和ROV发展差不多。主要集中在国外的水平超过国内。而且国外的发展的年限比我们这边长很多。技术相对成熟,而国外有一个特点跟我们不同,往往水下潜器的公司是做渔具公司同步进行的,所以和渔具是同步进行了,国内寥寥无几。由于我们的真空形势,它的产品还是很漫长。水面无人艇,这是近几年兴起的。一类是军用,一个是科学应用,他们技术指标和生产厂商也分特别明显,军用主要以美国和以色列为主。科学应用的话主要以欧洲、美国、日本为主。国内,就是出现了几家新型的公司,那首先的是上海大学,其次是中海鱼鳔(音),从应用角度来讲,我发现一个错误,这个PPT成了SUV,成了我们吉普车了。应该就是USV。从应用角度USV产品有广袤的市场应用前景。
我们不谈它的空间有多少,我们谈我们发展它会遇到哪些问题。首先最大的问题和无人机应用就是如何进行应用,这是我们平台产品的一个最需要关注和解决的方案。所以,我们在做这个事情的同时,不再只关注平台或者单独的任务载荷,而是提供综合解决方案。这是我们认为第一要重视的。第二个问题就是我们的这个无人系统的核心技术。那在所有的核心技术里面,我们可以把这个无人,海洋机器人看成一个缩小版的大船制造,是一个特别综合的学科,需要解决的技术纷繁发展。我们现在技术的第一个是避障技术,因为海洋的环境不但面临我们陆地上种种问题,还有海洋的水下工作环境,都给我们现有的避障技术,在海洋的应用提供了种种困难。第二个问题是释放回收技术,如果做到机器人自动化。那人不可能下海进行回收。这是第二个问题。第三个问题就是要海况适应技术,目前整个海洋机器人,特别是水面机器人,仅仅能用于3级海况。所以如何真正的使机器人能够替代大船在高海况情况下出海作业,提升生产生活效率。这是特别关键的技术。
现在是无人控制技术,现在搭载可靠船,有人控制的情况下。那我们的生产,作业的话,是你的任务如何实现,而不是你的平台如何行驶,如何载荷,如果从有人控制,配合我们平台的运动特点,这是我们要关注四大技术之一。
下面说一下海洋机器人普及的意义是什么。会彻底改变我们探索海洋模式,我们现在主要依靠可靠船,商船,舰船出海。但凡有一天我们通过机器人把这个海洋的,从水面到水下,并且把海洋上的话,是多么让人畅想的未来。所以我们真正能够支撑海洋大数据实践的技术就是海洋机器人的高度发展
最后简单介绍一下我们海兰信。我们致力于打造我们如果所示对海无人系统的建设,我们可以提供的服务:我们可以提供综合的应用解决方案,,然后我们还可以提供无人运动平台,我们海洋机器人平台,然后我们多系统,多种机器人平台的综合管控,这是我们致力于提供的一个服务,最后无人系统,我们提供的产品之后,我们会一包到底,提供4S服务,这是我们提供第四项服务。在海兰信在国内无人的开发,在国外近二十年的无人的探索。我们形成了将近10个团队。对整个无人检测系统的一个支撑。不一一介绍了。
现在在水面艇上形成了11个系列的产品的艇型。包括军用、科学领域应用,特别是给大家介绍了一款是这个1750,这个是很有意思的故事,就是两个沉船探索,是我们艇进行的。主要用于科技领域。那我们在这个高速艇这一块,前不久,海路城(音)跑出亚洲第一速度,我们在中间贡献了一点点技术力量。
在ROV方面,这块FLY IMAGER是我们十二五期间发明的国际首创的技术。这个技术解决是什么?首先把ROV平台进行首次的结合。这个可以直接声纳,是一个试水产品,我们可以开放通过ROV平台进行军事海下工程的声学上探索应用。其次就是ROV长上了翅膀,通过这个翅膀下沉的时候控制它的深度,并且稳定某一个特定深度,这个对我们仪器探索有好处的。我们这个探索的仪器跟指标是很重要的,所以这是我们核心技术点。
我们对海无人机上面我们有一个成果,这是我们比利时伙伴做出来的一个产品。这个产品,有一个很光辉的历史,就是获过奥斯卡金相奖。我们知道一些熟知大片,谍中谍系列都是我们这台无人机的成果,包括央视,进行大型报道都是采用我们这个平台。那过去核心在于这个影像的摄影,但是在十二五期间我们改造跟海洋的传感器结合。对海洋进行空中的探索。的介绍就到这里谢谢大家。
主持人:谢谢,有请宋总。
宋总:各位领导,各位嘉宾,同仁大家上午好。非常高兴来到圣人故里感谢联盟和余姚市政府对活动大力支持。这个汇报本来由我们这个项目的王主任来的,他在北京遭遇了一个气象灾害。雷爆,航班取消了。由我代讲,希望给大家带来不一样的感受。
时间比较紧,挑干货给大家讲。大家从四明山可以看到这样的塔,电力成为人类生活不可或缺的能源。电力的传输也是关系到千家万户。这是我们生产生活上离不开电。
然后在实际运行过程中,由于认为的原因会直接影响我们的传感,现在采取的办法和消防一样,预防为主,检修为辅。预防就是人让巡检。巡检方法很简单,拿着望远镜,沿着线,就是这么看(PPT)。需要看的东西很多,比如塔脱了没有,有没有碎的。无人机如果要往这个方向发展,也是这样的。这是也是对未来的提出了非常大的挑战。
从现在来看无论人看或者是直升机看都有非常大缺点,人看就是劳力大,巡检少。人在直升机看成本非常高。包括航管的要求。所以90世纪开始,日本科学家提出一个观点,能不能让机器人巡检。机器人巡检减少这个巡检强度,也降低费用,提高生产效率,保障人的作业安全。
这是一副很有理式的图了,实际上是我们搬运过来的,是日本科学家的,是机器人挂在线上,完全对线路,杆塔全部的巡检。
整个机器人发展遭遇两个比较大的技术挑战,第一线路环境复杂,电力传输的需求假设了很多的设备,这些设备都有可能成为机器人行走的羁绊,形成一个障碍。另一方面,刚才也讲到巡检和作业内容非常多,对机器人来说,也造成了一定的困扰,这个就是比较复杂的环境。
研究现状,大概过一下,国际上有很多针对这方面的研究。这是加拿大做的机器人,机器人做得很好,问题是太重了,怎么吊到海洋去是一个问题。
这是美国。美国的机器人是和电力部门相结合的,他们开发机器人的时候,同时在电力上也会对这个电路、线路进行一定设计,降低了一定的难度,这也值得我们思考。
做一个小结,就是首先机器人,得到了一定的发展,也突破了一些关键的技术。甚至有部分的机器人产品已经应用到实际。但是还没有形成产业。所以一方面具有产业需求,另一方面又有一些技术瓶颈,现在有一部分的机器人已经可以和这个产业开始逐步的对接。但是只是一小步。
下面我来介绍一下我们的研究进展,从2002年开始依托国家863的项目逐渐开展。从02年开始,02年到04年是我们发展第一个阶段,这个阶段主要目标也很简单,就是把机器人放上去,能够让机器人在这个强电磁环境下安全工作,完成这个电力的传输。05、06年的时候,在这个基础上,我们开始不仅让机器人可以走,而且让机器人具有一定的环境适应性。开始进行这个越障能力,同时要求它有局部自主控制能力。从07年到现在,随着产业发展,能不能拿出实用性的产品,从遍布巡检拓展到作业,代替人做一些维护。这是一些机器人开展。
这是巡线机器人的。现场实验。
每一台产品从我们出来,每一台样机经过第三方测试的,保证它有非常安全的辨识的能力,同时实际应用中我们开展了实际应用。
包括国网的一些公司应用。
下面着重说一下我们实际案例,第一个给大家展示是我们巡线机器人,这个就是由机器人拍摄的图象,可以对这个杆塔、包括对线路的断列点进行检测,同时自主识别,缺陷诊断这方面,也是拥有了自己专家系统。
第二是类绝缘检测机器人,这个是第一个达到了产品化的量级。这个机器人实际上是对原子块,这个原子块很长,大概8-10米,人检的话,人需要带非常大绝缘杆,人重量大,检不到,可能到中间就不能检了。有可能要过5年再进行检查。我们机器人很就很轻他,他可以很快把这个绝缘值搜集出来直接显示在系统。这个机器人,就是希望从巡检拓展到作业,这么一个机器人系统。以及一个变电站的机器人,接下来也会跟大家讲。
首先介绍,断股修补故障是最主要的。我们知道输电线,就是我们有一个避雷针,杆塔上有一个线,雷电可能导致局部过热,这样会降低线路安全距离,导致出现问题。在电力上把这个看成是最严重的一类安全事故。一旦发现必须立即进行修复。从现在来看,主要方式,人修的方式就是停电,就是需要通过调度停电,这个越来越困难,虽然智能电网和需求的提升。第二个就是人爬到线上去,带这一身的工具,完全这个补修这个难度非常大。这些指标服务直接过了。
现在来看我们的机器人,走到现场完成两个功能,我们让断股,重新放回之前断裂的地方去。就是降低安全距离,第二我们可以把断股固定住。这样我们可以等到完整维护的时候再来进行维护。这是我们经过第三方的产品质量验证。我们也开展了电场实验。
最后给大家介绍一个500KV串补平台装置,这个也可以达到产品化的机器人系统。搞机器人同行,大豆薯都会用电机,我们日常生活中,电力的负载大约就是三种,就是电阻、电容、电棒,其实我们这个一般来说就是这个电机用得比较多,这个可能会造成一定的损失,他们想在书店的时候建很大的变电站,里面放大电容,一个大箱子电容,像帮我们串起来。但是,电容,这个电容里头最容易出现问题是什么?就是这个电箱,在8米高的平台上,人看不到。由于落到地上,现场人员知道有什么问题。如果这个时候发生爆炸,整条电路就会断电。所以我们和齐齐哈尔做这么一个项目,做了非常好。直接达到产品和的标准。
总体思想很简单,就是下一绝缘梯送到这个平台,因为这个是500KV的环境,非常复杂的,是一个空间变化非常强烈的环境,所以电磁、电容方面都做了很多的考虑,把机器人送上去,通过绝缘杆,把机器人送到平台上,由这个机器人在内部走一圈,看看每个端口有没有露油。这样就解决了他们的问题,像我们去的这个一风(音)电场这个东西,是全国最大的串路平台,一共12台站。每天检三台,一个星期把这些东西都检完了。以前就是根本无法做到的。以前一年可能要停一次电。这是非常有前景的机器人。
这台机器人,就是解决了一些关键技术,进行了现场实验。
最后做总结和展望。从整体来看市场需求越来越强烈,因为尤其是电力行业,对这个机器人产品的需求,可以说是非常的急切,第二是机器人具备相应的适用性、安全性,可靠性。同时伴随机器人的发展,如何进行检测、维护、像地面机器人一样,如果把工具给机器人配好。这也是现在发展的一个趋势。最后就是关于这个产品的这个定型,以及相应的标准规范的制订,以上就是我报告的内容。谢谢大家。
本文为机器人大讲堂原创团队撰写
转载请联系:robospeak@52lide.com