征求意見稿-礦山智能單軌吊運輸機器人

1T/XXXXXXX—XXXX礦山智能單軌吊運輸機器人本文件界定了礦山智能單軌吊運輸機器人術語及定義，規(guī)定了礦山智能單軌吊運輸機器人的型式、型號及基本參數(shù)、技術要求，描述了礦山智能單軌吊運輸機器人的試驗方法，規(guī)定了礦山智能單軌吊運輸機器人的檢驗規(guī)則、標志、包裝、使用說明書、標志、包裝、運輸與貯存。本文件適用于各種規(guī)格的礦用智能單軌吊運輸機器人(以下簡稱“單軌吊機器人”)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T1184形狀和位置公差未注公差值GB/T3766液壓傳動系統(tǒng)及其元件的通用規(guī)則和安全要求GB/T3836.1爆炸性環(huán)境第1部分：設備通用要求GB/T3836.2爆炸性環(huán)境第2部分：由隔爆外殼“d”保護的設備GB/T3836.4爆炸性環(huán)境第4部分：由本質安全型“i”保護的設備GB/T13813煤礦用金屬材料摩擦火花安全性試驗方法和判定規(guī)則GB/Z19397-2003工業(yè)機器人電磁兼容性試驗方法和性能評估準則指南GB/T12643機器人與機器人裝備詞匯GB/T14093.7-2009機械產(chǎn)品環(huán)境技術要求礦山環(huán)境GB/T39590.1-2020機器人可靠性第1部分：通用導則GB/T27930電動汽車非車載傳導式充電機與電池管理系統(tǒng)之間的通信協(xié)議JB/T8896-1999工業(yè)機器人驗收規(guī)則MT113煤礦井下用聚合物制品阻燃抗靜電性通用試驗方法和判定原則MT/T883-2000柴油機單軌吊機車MT/T887-2000DX25J防爆特殊型蓄電池單軌吊車MT/T209煤礦通信、檢測、控制用電工電子產(chǎn)品同意技術要求AQ1043礦用產(chǎn)品安全標識3術語和定義GB/T12642、MT/T883、MT/T887界定的以及下列術語和定義適用于本文件。3.1單軌吊機器人monorailcranerobot2T/XXXXXXX—XXXX單軌吊機器人是一種具備無人駕駛和自主作業(yè)能力的單軌吊機車。3.2智能控制系統(tǒng)intelligentcontrolsystem對單軌吊機器人各個部分進行協(xié)調控制、監(jiān)測、保護，并能夠進行信息處理和無線通訊的系統(tǒng)。3.3導航定位系統(tǒng)navigationandpositioningsystem基于激光雷達、多目視覺、超寬帶定位技術等多傳感融合技術，能夠實時對單軌吊機器人進行精準可靠定位和導航地圖進行實時更新的系統(tǒng)。3.4遠程控制裝置remoteControlDevice單軌吊機器人的一種監(jiān)控設備，通常安裝于地面，通過與智能控制系統(tǒng)進實時通信，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程傳輸和指令的遠程操控。3.5智能避障裝置intelligentobstacleavoidancedevice單軌吊機器人利用傳感器感知和識別環(huán)境中的障礙物，自動采取緊急停車制動措施，以避免發(fā)生碰撞的裝置。3.6自動限速裝置automaticspeedlimitingdevice當單軌吊機器人運行速度達到某一限定值時，自行停止的一種裝置。3.7制動距離brakingdistance智能化控制系統(tǒng)支持下的單軌吊機器人運行時，從傳感器檢測到障礙物，機器人啟動制動指令到完全停止所需要的距離。單軌吊機器人制動距離為空行程運行距離與實際制動距離之和。4型式、型號及基本參數(shù)4.1型式礦山智能單軌吊運輸機器人包括防爆柴油機驅動和防爆蓄電池驅動兩種驅動方式，由智能控制系統(tǒng)、驅動部分、動力部分、制動部分和起吊梁等部件組成，各部件通過連接桿件鉸接在一起。4.24.3型號基本參數(shù)3T/XXXXXXX—XXXX表1柴油機單軌吊運輸機器人序號項目技術指標1最大牽引力300kN3最大運行速度3m/s4適應坡度≤25°5定位精度<30cm6障礙物最大探測距離30m7避障響應時間≤200ms8平均無故障工作時間≥2000h表2蓄電池單軌吊運輸機器人序號項目技術指標1最大牽引力392kN3最大運行速度2m/s4適應坡度≤15°5定位精度<30cm6障礙物最大探測距離30m7避障響應時間≤200ms8平均無故障工作時間≥2000h5技術要求5.1基本要求5.1.1單軌吊機器人應符合本標準的規(guī)定，并按照經(jīng)規(guī)定程序批準的圖樣及技術文件制造。5.1.2單軌吊機器人采用的聚合物制品應具有阻燃和抗靜電性能，并符合MT113的規(guī)定；所用的制動材料應選用在制動時不會引爆和燃燒的材料制成，并符合國家標準GB/T13813的規(guī)定；緊急制動裝置應采用失效安全型。5.1.3單軌吊機器人的配套電氣設備應符合GB3836.1、GB3836.2和GB3836.4的規(guī)定。均須經(jīng)國家指定的防爆檢驗單位檢驗合格，并持有防爆合格證書。屬安標管理的，應有安全標志證書。5.1.4單軌吊機器人應至少具備2路以上相對獨立回油的制動系統(tǒng)，應設置超速保護裝置。5.1.5單軌吊機器人的液壓系統(tǒng)應符合GB/T3766的規(guī)定。5.1.6液壓系統(tǒng)以額定工作壓力的1.5倍試驗，保壓5min不得滲漏。5.1.7液壓系統(tǒng)油箱中的油溫不超過70℃。5.1.8電路絕緣耐壓應滿足施以50Hz交流1280V試驗電壓，1min無擊穿現(xiàn)象。5.1.9每列單軌吊機器人中，應配備1～2臺安全制動裝置。制動力總和應不小于額定牽引力的1.5～2倍，每臺制動裝置上應配備一個自動限速裝置，這種自動限速裝置既能遠程遙控施閘，又可近距離緊急遙控施閘。5.1.10單軌吊機器人應至少配備下列警示裝置：4T/XXXXXXX—XXXX——機車啟動報警裝置；——機車運行指示燈；——故障報警裝置；——障礙物報警裝置。5.2智能運輸性能要求5.2.1單軌吊機器人應具備定位導航系統(tǒng)，該系統(tǒng)應具備至少以下功能：——實時定位功能，并應能夠實時將位置信息傳遞給上位機；——自適應導航功能，應能夠進行導航地圖自適應構建和動態(tài)更新，保證單軌吊機器人能夠自主按照設定路線行駛。5.2.2單軌吊機器人應具備智能決策能力，根據(jù)速度和位置等信息進行安全狀態(tài)評估、自主防撞避障、優(yōu)化駕駛等決策控制。智能決策能力要滿足以下要求：——當單軌吊機器人受到突發(fā)碰撞時，設備應能進行安全評估并將評估結果傳遞給上位機；——當判斷前方有障礙物時，應啟動制動指令，保證完全停止后位置與障礙物距離≥20m；——遠程調整控制單軌吊機器人的行駛速度，單軌吊機器人應能夠自主調整加速度，保證機車平穩(wěn)調速。5.2.3單軌吊機器人應具備高精度的自主抓取和自動放置能力，能夠安全、穩(wěn)定地運輸重型物品。5.2.4單軌吊機器人應具備無線數(shù)據(jù)互聯(lián)能力，能夠與其他設備和系統(tǒng)進行信息交換和協(xié)同工作。5.2.5單軌吊機器人應能夠獨立完成自動加油或自動充電功能，自動充電流程應符合GB/T27930的規(guī)5.2.6單軌吊機器人應具備故障報警和自我診斷系統(tǒng)功能，單軌吊機器人在出現(xiàn)以下情況之一時，自動保護監(jiān)控功能應能啟動緊急制動，并能將故障類型進行識別傳遞給上位機：——行車速度超過安全限定速度；——瓦斯?jié)舛冗_到1.0%（有煤（巖）與瓦斯突出礦井和瓦斯噴出區(qū)域中瓦斯?jié)舛冗_到0.5%——工作部件出現(xiàn)可能會導致其不可逆損壞的故障；——通訊系統(tǒng)失去通訊連接時；——液壓系統(tǒng)壓力低于技術文件規(guī)定值。5.2.7單軌吊機器人應具備可靠的通信系統(tǒng)，應符合MT/T209要求，能夠實現(xiàn)機器人與操作人員或其他機器人的良好溝通。5.3整機性能要求5.3.1單軌吊機器人應具有在水平曲率半徑為4m、垂直曲率半徑為8m軌道上的通過能力。5.3.2單軌吊機器人最大牽引力、限定速度應符合表1的規(guī)定，牽引力允許偏差±5%，速度允許偏差±5%。5.3.3自動限速裝置應保證當運行速度超過運行最大速度的15%時能自動起作用。其執(zhí)行機構允許和緊急制動裝置合用。5T/XXXXXXX—XXXX5.3.4安全制動和停車制動裝置應為失效安全型，制動力應為額定牽引力的1.5-2倍。5.3.5在最大載荷最大坡道上以最大設計速度向下運行時，緊急制動距離不應超過這一速度下6s行程。5.3.6緊急制動作用的空動時間不應超過0.7s。5.3.7在最小載荷最大坡度上向上運行時，制動減速度不應大于5m/s2。5.3.8單軌吊機器人應配備瓦斯自動檢測報警裝置，當巷道瓦斯含量達0.5%時，應能自動報警、自動斷電（油）、停止柴油機工作。5.4柴油機驅動的單軌吊機器人特殊性能要求5.4.1柴油機驅動的單軌吊機器人具有出現(xiàn)下列任意情況時，均能停止柴油機工作，并實施緊急制動的保護裝置：a)柴油機轉速超過許可最大轉速時；b)柴油機冷卻水溫度超過70°C時；c)柴油機廢氣排氣口溫度超過70°C時；d)柴油機潤滑油壓力低于規(guī)定值時。5.4.2燃油箱的最大容量不應超過8h正常運行所需的油量，燃油管系應使用非燃性材料制造。加油孔和通氣孔的孔蓋應以螺紋連接。燃油箱應進行水壓試驗：水壓0.03Mpa保存3min，油箱不應泄露和產(chǎn)生塑性變形。5.5蓄電池驅動的單軌吊機器人特殊性能要求5.5.1蓄電池驅動的單軌吊機器人應有通訊系統(tǒng)、蓄電池容量指示器及漏電監(jiān)測保護，電池安全性能指標應滿足GB3836.1-2010中的規(guī)定。5.5.2蓄電池組容量應達到385Ah。5.5.3單軌吊機器人應具有充電后不小于120t.km的連續(xù)運載能力。5.6電磁兼容性5.6.1輻射敏感度單軌吊機器人應能承受GB/Z19397中規(guī)定的輻射抗擾性試驗，試驗期間和試驗后，機器人應能正常工作。5.6.2磁場敏感度單軌吊機器人應能承受GB/Z19397中規(guī)定的磁場抗擾性試驗，試驗期間和試驗后，機器人應能正常工作。5.7適用環(huán)境條件5.7.1單軌吊機器人適用溫度應為－20℃~+40℃。5.7.2單軌吊機器人適用濕度應為95%RH25℃)。5.7.3單軌吊機器人應具有防爆合格證，應能在爆炸性氣體環(huán)境中正常使用。5.8可靠性6T/XXXXXXX—XXXX單軌吊機器人的可靠性用平均無故障工作時間(MTBF)和平均修復時間（MTTR）衡量，一般MTBF不小于2000h，MTTR不大于30min。5.9外觀要求5.9.1單軌吊機器人所有外露表面應無飛邊、毛刺、銹皮和焊渣等雜物。5.9.2外表清潔干凈，涂底漆砂光，按圖樣要求噴面漆。要求漆層均勻，結合牢固，不得有皺紋、流痕、針孔和起泡等缺陷。6試驗方法6.1智能運輸性能測試6.1.1定位導航系統(tǒng)試驗a)讓單軌吊機器人在預定路線進行行駛，在路線中設置多個位置標記，觀察上位機獲取的位置信息與標記位置是否相同。多次試驗，避免偶然事件發(fā)生。b)對單軌吊機器人輸入三條預定的行駛路線，通過傳感器感知到在其路線規(guī)劃上存在的靜態(tài)或動態(tài)障礙物，按照相應算法進行路徑實時更新，觀察能否最終繞開障礙物到達目的地。選擇3條預定路線，試驗3次。6.1.2智能決策能力單軌吊機器人按照設定路線行駛，設置以下幾種情況并進行驗證：c)遠程控制使其某一瞬時速度超過最大額定速度，觀察單軌吊機器人能否做出相應決策，試驗3d)在上位機臨時更改目的地，試驗3次，更改3次不同目的地，觀察單軌吊機器人能否及時到達新的目的地；e)人為的在單軌吊機器人行駛途中設置障礙物，試驗重復3次，1次試驗障礙物設置在檢測區(qū)的中線上，另外兩次障礙物分別設置在檢測區(qū)的兩端，測試緊急制動后的位置到障礙物的距離，與表1進行比較。6.1.3自動抓取能力試驗在上位機中輸入取貨和放置貨物的位置，測試單軌吊機器人能否獨立自主的完成這一工作任務。設置3組不同取放貨物的位置，每組試驗3次。6.1.4無線數(shù)據(jù)互聯(lián)能力試驗檢驗單軌吊機器人與其他設備的數(shù)據(jù)交換情況，觀察交換數(shù)據(jù)與設定數(shù)據(jù)是否一致。輸入3組不同數(shù)據(jù)，進行對比。6.1.5自動充電或自動加油能力試驗a)柴油機驅動的單軌吊機器人：觀察當柴油耗盡時，單軌吊機器人能否自主到達加油位置進行加油，試驗3次；b)蓄電池驅動的單軌吊機器人：觀察當電池電量耗盡時，單軌吊機器人能否自主到達充電位置進行充電，試驗3次。7T/XXXXXXX—XXXX6.1.6故障診斷與預警能力試驗對單軌吊機器人人為制造一些故障情況，觀察單軌吊機器人能否精準進行故障診斷，并根據(jù)診斷結果進行預警和自主決策。6.1.7無線通信系統(tǒng)性能試驗按MT/T209中的規(guī)定執(zhí)行。6.2整機基本性能測試6.2.1通過能力試驗柴油機驅動與蓄電池驅動的單軌吊機器人通過能力試驗分別按MT/T883-2000中6.15與MT/T883-2000中6.1的規(guī)定執(zhí)行。6.2.2最大牽引力試驗柴油機驅動與蓄電池驅動的單軌吊機器人最大牽引力試驗分別按MT/T883-2000中6.1與MT/T887-2000中6.2的規(guī)定執(zhí)行。6.2.3最大運行速度試驗柴油機驅動與蓄電池驅動的單軌吊機器人最大運行速度試驗分別按MT/T883-2000中6.2與MT/T887-2000中6.6的規(guī)定執(zhí)行。6.2.4自動限速裝置試驗柴油機驅動與蓄電池驅動的單軌吊機器人自動限速裝置試驗分別按MT/T883-2000中6.4和MT/T887-2000中6.8的規(guī)定執(zhí)行。6.2.5緊急制動力試驗柴油機驅動與蓄電池驅動的單軌吊機器人緊急制動力試驗分別按MT/T883-2000中6.3和MT/T887-2000中6.5的規(guī)定執(zhí)行。6.2.6制動距離試驗柴油機驅動與蓄電池驅動的單軌吊機器人制動距離試驗分別按MT/T887-2000中6.17和MT/T887-2000中6.10、6.11的規(guī)定執(zhí)行。6.2.7緊急制動空行程時間試驗柴油機驅動與蓄電池驅動的單軌吊機器人緊急制動空行程時間試驗分別按MT/T883-2000中6.5和MT/T887-2000中6.7的規(guī)定執(zhí)行。6.2.8緊急制動上坡制動減速度試驗單軌吊機器人緊急制動上坡制動減速度試驗按MT/T887-2000中6.10的規(guī)定執(zhí)行。6.2.9瓦斯測定報警和斷電保護試驗8T/XXXXXXX—XXXXa)柴油機驅動的單軌吊機器人：用瓦斯含量0.5%的氣體向瓦斯自動檢測報警裝置噴射，觀察瓦斯自動檢測報警裝置是否能自動報警、自動斷油，停止柴油機工作。b)蓄電池驅動的單軌吊機器人：用瓦斯含量0.5%的氣體向瓦斯自動檢測報警裝置噴射，觀察瓦斯自動檢測報警裝置是否能自動報警、自動斷電，停止電機工作。6.3柴油機驅動的單軌吊機器人特殊性能測試——柴油機超速保護試驗按MT/T883-2000中6.6的要求執(zhí)行；——柴油機冷卻水超溫保護試驗按MT/T883-2000中6.7的要求執(zhí)行；——柴油機排氣超溫保護試驗按MT/T883-2000中6.8的要求執(zhí)行；——柴油機潤滑油低壓保護試驗按MT/T883-2000中6.9的要求執(zhí)行。6.4蓄電池驅動的單軌吊機器人特殊性能測試——蓄電池組容量試驗按MT/T887-2000中6.18的要求執(zhí)行；——連續(xù)運行試驗按MT/T887-2000中6.19的要求執(zhí)行。6.5電磁兼容性試驗6.5.1輻射敏感度按GB/Z19397-2003中第6章的規(guī)定執(zhí)行。6.5.2磁場敏感度按GB/Z19397-2003中第6章的規(guī)定執(zhí)行。6.6適用環(huán)境條件試驗6.6.1溫度試驗按GB/T14093.7-2009中5.2的規(guī)定執(zhí)行。6.6.2恒定濕熱試驗按GB/T14093.7-2009中5.2的規(guī)定執(zhí)行。6.6.3防爆性能試驗按GB/T14093.7-2009中5.2的規(guī)定執(zhí)行。6.7可靠性按GB/T39590.1-2020中第8章的規(guī)定執(zhí)行。6.8外觀和結構按JB/T8896-1999中5.2的規(guī)定執(zhí)行。7檢驗規(guī)則單軌吊機器人的一般技術要求采用常規(guī)的檢驗方法，外觀質量采用目測的檢驗方法，型式檢驗與出廠檢驗按表2進行。7.1檢驗分類單軌吊機器人檢驗分出廠檢驗和型式檢驗兩種，檢驗項目按表3進行。9T/XXXXXXX—XXXX序號檢驗項目技術要求檢驗方法檢驗類別型式1智能運輸性能定位導航系統(tǒng)5.2.1√√2智能決策能力5.2.2√√3精準取放能力5.2.3√√4無線數(shù)據(jù)互聯(lián)能力5.2.4√√5自動充電或自動加油能力5.2.5√√6故障診斷與預警能力5.2.6√√7通信系統(tǒng)性能5.2.7√√8整機性能通過能力5.3.16.2.1√√9最大牽引力5.3.26.2.2√√最大運行速度5.3.26.2.3√√自動限速裝置5.3.36.2.4√√緊急制動力5.3.46.2.5√√制動距離5.3.56.2.6√√緊急制動空行程時間5.3.66.2.7√√緊急制動上坡制動減速度5.3.76.2.8√√瓦斯測定報警和斷電保護5.3.86.2.9√√柴油機或蓄電池單軌人特殊性能柴油機超速保護5.4.16.3√√柴油機冷卻水超溫保護5.4.16.3√√柴油機排氣超溫保護5.4.16.3√√柴油機潤滑低壓保護5.4.16.3√√蓄電池組容量5.5.26.4√√一次充電后連續(xù)運行5.5.36.4√√容性輻射敏感度5.6.16.5.1—√磁場敏感度5.6.26.5.2—√使用環(huán)境條件溫度5.7.16.6.1—√恒定濕熱5.7.26.6.2—√防爆性能5.7.36.6.3—√可靠性5.86.7—√外觀和結構5.96.8√√7.2出廠檢驗7.2.1每臺礦山智能單軌吊運輸機器人都應進行出廠檢驗，檢驗由制造廠檢驗部門進行。7.2.2表3規(guī)定的出廠檢驗項目檢驗合格后，應附有制造廠檢驗部門簽發(fā)的檢驗合格證，同時附有防T/XXXXXXX—XXXX爆合格證和安全標志方能出廠，出廠檢驗的判定規(guī)則按7.3.4規(guī)定進