煙道氣體流速流量檢測爬壁機(jī)器人設(shè)計

1、    煙道氣體流速流量檢測爬壁機(jī)器人設(shè)計    吳秋龍摘 要：本文首先就目前熱電廠煙道氣體流速流量的檢測方法進(jìn)行分析，然后對應(yīng)用智能機(jī)器人替代人工進(jìn)行煙道檢測在理論上進(jìn)行可行性說明，進(jìn)而設(shè)計出煙道氣體流速流量檢測爬壁機(jī)器人總體方案設(shè)計，并對機(jī)器人工作流程進(jìn)行說明，拓展了爬壁機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域。關(guān)鍵詞：熱電廠；煙道檢測；爬壁機(jī)器人目前環(huán)保部門對熱電廠煙道氣體流速流量進(jìn)行例行檢測時，采用工人手持皮托管（特定形狀長而細(xì)的鋼管，一種煙道檢測工具），將其從煙道外壁通過檢測孔插入到煙道內(nèi)部進(jìn)行檢測的方法。應(yīng)用該方法時，存在以下缺點：1、需要事先搭建高層腳手架及操作臺，

2、檢測完成后需拆除高層腳手架及操作臺；2、煙道外壁檢測孔附近環(huán)境惡劣，對操作人員身體會造成一定傷害；3、人員手持皮托管時間長，勞動強(qiáng)度大；4、無法克服生理顫抖導(dǎo)致地測量參數(shù)不穩(wěn)定；5、高空作業(yè)危險系數(shù)高。目前我國熱電廠分布多而廣，各地環(huán)保監(jiān)測站在利用此方法進(jìn)行例行煙道檢測中效率非常低，同時熱電廠需要在煙道檢測時抽調(diào)人手配合環(huán)保部門低效而頻繁的檢查，因此積極性不高。由此導(dǎo)致的諸如檢測孔漏檢、少檢、檢測數(shù)據(jù)弄虛作假等檢測問題時常出現(xiàn)，導(dǎo)致我國在建設(shè)環(huán)保型國家的道路上頻頻受阻。一、我國爬壁機(jī)器人研制現(xiàn)狀隨著近年來科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是機(jī)器人技術(shù)的日漸普及，機(jī)器人已深入到國民生產(chǎn)的各行各業(yè)之中，代替

3、工人扮演著至關(guān)重要的角色。爬壁機(jī)器人是機(jī)器人領(lǐng)域的一個重要分支，它把地面移動機(jī)器人技術(shù)與吸附技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，可在垂直壁面上附著爬行，并能攜帶工具完成一定的作業(yè)任務(wù)，大大擴(kuò)展了機(jī)器人的應(yīng)用范圍。目前，爬壁機(jī)器人主要應(yīng)用于核工業(yè)、石化工業(yè)、造船業(yè)、消防部門及偵查活動等，如對高樓外壁面進(jìn)行清洗，對石化企業(yè)中的儲料罐外壁進(jìn)行檢測和維護(hù)，對大面積鋼板進(jìn)行噴漆，對大型船舶船舷進(jìn)行除銹，以及在高樓事故中進(jìn)行搶險救災(zāi)等。因此，爬壁機(jī)器人研制的成功，使應(yīng)用機(jī)器人在垂直煙道外壁進(jìn)行爬行，并攜帶相應(yīng)檢測工具進(jìn)行煙道檢測成為可能。二、煙道氣體流速流量檢測爬壁機(jī)器人總體方案設(shè)計根據(jù)產(chǎn)品使用特點，采用磁吸附履帶式爬壁機(jī)

4、器人作為煙道氣流流速流量檢測機(jī)器人。磁吸附履帶式爬壁機(jī)器人采用的是雙履帶永磁吸附結(jié)構(gòu)，在履帶一周上安裝有數(shù)十個永磁吸附塊，其中的一部分緊緊地吸附在壁面上，并形成一定的吸附力，通過履帶（由鏈條和永磁塊組成）使機(jī)器人貼附在壁面上。機(jī)器人在壁面上的移動靠履帶來完成，移動時，履帶的旋轉(zhuǎn)使最后的吸附塊在脫離壁面的同時又使上面的一個吸附塊吸附于壁面，這樣周而復(fù)始，就實現(xiàn)了機(jī)器人在壁面上的爬行。由于磁吸附履帶式爬壁機(jī)器人要附著在導(dǎo)磁介質(zhì)上，因此需要在煙道外壁固定一塊鋼板，鋼板可以作為煙道的一部分永久固定，用作產(chǎn)品的吸附介質(zhì)。此外，由于原來檢測孔處的法蘭已經(jīng)不適用機(jī)器人自動檢測的要求，需要對檢測孔法蘭重新開發(fā)

5、，設(shè)計一款用于專用的快開法蘭。機(jī)器人需要從煙道頂部下放，因此需要一輔助系統(tǒng)，同時輔助系統(tǒng)還需要完成對機(jī)器人供電線纜、安全繩索和皮托管的收集。整個系統(tǒng)由爬壁機(jī)器人本體、機(jī)器人輔助系統(tǒng)、機(jī)器人吸附介質(zhì)（鋼板）、快開法蘭和控制系統(tǒng)組成。機(jī)器人本體包括：皮托管進(jìn)給裝置、機(jī)器人骨架、鏈輪鏈條、磁鐵、防傾覆裝置和快開法蘭開啟裝置組成；機(jī)器人輔助系統(tǒng)包括：輔助翻轉(zhuǎn)平臺、電纜卷筒、硅膠管卷筒和伺服電動葫蘆組成；快開法蘭是專門設(shè)計的一種用來密封檢測孔的法蘭板，機(jī)器人可自動走到檢測孔所在位置，將快開法蘭自動打開，插入皮托管進(jìn)行檢測，檢測完成后快開法蘭可以自動閉合，保證檢測孔的密封，防止煙氣外泄；控制系統(tǒng)包括機(jī)器人控制系統(tǒng)、遙控器和輔助系統(tǒng)控制器，操作人員通過遙控器無線控制機(jī)器人和輔助系統(tǒng)完成各自的任務(wù)，同時可以通過遙控器上的視頻接收屏，實時觀測機(jī)器人所處位置。三、應(yīng)用爬壁機(jī)器人進(jìn)行煙道氣體流速流量檢測的工作流程應(yīng)用爬壁機(jī)器人進(jìn)行煙道氣體流速流量檢測時，操作者只需手持遙控器，