1、室内轨道式智能巡检机器人系统畜牧养殖方案技术规范书V4.0声明 本手册适用于V2.0版本的多方位可移动曲线型监控摄像轨道机。 本手册可能包含技术上不准确的地方或印刷错误。本手册的内容将做不定期的更新，恕不另行通知；更新的内容将会在本手册的新版本中加入。 我们随时会改进或更新本手册中描述的产品或程序。若存在手册中对产品的描述与实物不符，一律以实物为准。 本设备不能接触导电性、腐蚀性液体物质，否则会造成损毁及人身安全事故。 将设备安装在室内通风良好的位置。 使设备工作在允许的温度及湿度范围内。 设备内电路板上的灰尘在受潮后会引起短路，请专业维护人员定期用软毛刷对电路板、接插电控箱及电控箱风扇进行除
2、尘。 如果设备工作不正常，请联系购买设备的售后或最近的服务中心，不要以任何方式拆卸或修改设备. 本设备安装应该由专业的服务人员进行，并符合当地法规规定。目录1. 系统概述41.1. 系统设计目的41.2. 系统设计依据52.系统技术方案52. 1.系统技术概述52. 2.系统技术组成62.1. 1运行轨道72. 2.2移动平台83. 2.3升降机构94. 2.4通信组件95. 2.5摄像机103.系统主设备功能介绍113. 1.环形轨道机器人114. 2.环形轨道机器人技术参数125. 3.直线轨道机器人146. 4.直线式轨道机器人技术参数157. 5.轨道机器人功能特点168. 5.1.转
3、弯&爬坡能力强169. 5.2.灵活的检测机构1610. 5.3.高防护封装，IP65防雨防尘支持1611. 5.4.数据分析与报表报告功能174 .巡检方案174. 1.视频监控功能175. 2.环境信息检测176. 3.有毒有害气体检测187. 4.信息交换与通信网络功能188. 5.实时定位功能185 .机器人运行模式196 .施工安装方案206.1.工作流程206.2.施工组织设计206.3.施工组织图216.4.施工工期图216.5.安装说明221 .系统概述1.1. 系统设计目的图1-1电科恒钛巡检机器人在养殖场的巡检案例随着畜牧养殖业的飞速发展，规模化、专业化的的不断提高。改造和
4、提升传统畜牧养殖业、开拓创新现代畜牧养殖业，加快推进畜牧业的现代化、信息化建设已成为畜牧养殖业发展越来越重要的因素。智慧养殖的根本出发点是利用现有的物联网技术实现对畜牧业成本、销售、服务、流通一体化的管理。通过强大的物联网平台将一个个单体养殖场、牧场的终端智能化应用，自动数据采集设备将数据通过无线网络源源不断的发送到云数据中心来进行进行处理。将这些数据建立成库，通过大数据分析来处理，实现智能现代化企业管理。智慧养殖通过各种传感器对养殖舍内相关设备（除湿机、加热器、开窗机、红外灯、风机等）的控制，实现养殖舍内环境（包括温度、湿度、光照、C02、NH3、H2s等）的集中、远程、联动控制。实现远程操
5、控设备。传统物联网公司会将各种传感器（摄像头、气体探测、温湿度探测等）安装到养殖场内。安徽电科恒钛智能科技研发的轨道巡检机器人可以将所有传感设备搭载到机器人主机上，通过机器人的移动巡检，使这些传感设备更加智能化，达到360度监控巡检监测。1. 2.系统设计依据安全防范系统通用图形符号GA/T74-2000安全技术防范工程程序与要求GA/T75-94视频安防监控系统技术要求GA/T367-2001安全技术防范工程检验规范DB34/221-2001安全防范工程技术规范GA50348-2004民用闭路电视监控系统工程技术规范GB50198-94）电子设备雷击保护导则GB7450-872.系统技术方案
6、2.1. 系统技术概述室内轨道巡检机器人是一款智能型可移动的轨道式云台和搭载系统，可以挂载音视频采集设备、影音播放设备、自动化机电设备等，系统采用高性能嵌入式CPU控制，全工业化元器件设计，系统运行可靠，功能齐全。室内轨道巡检机器人主要由控制中心、水平运动机构、轨道总成、升降运动机构以及视、音频设备等五大部分组成，所搭载的高清摄像机、红外热成像、温湿度传感器、有害气体探测器等设备在采集了相应的数据后，通过系统的数据传输通道（有线、无线、载波等方式），将网络数字信号或模拟信号传输给监控中心的控制平台；支持TCP/IP网络或RS485串行通信模式直接控制，实现监控平台的在线控制功能。2. 2.系统
7、技术组成终端层的整体设计思路是在室内顶端架设一条铝制轨道，室内轨道式智能巡检机器人上搭载各类声光像及各类传感器，用于室内的巡检和监控。机器人具有升降功能，可使检测组件灵活检测开关柜的各个位置。机器人本体内设局放监测模块与语音对讲模块等。局放襟器环境传感器缈阳城像*图2T机器人移动终端结构示意图2. 2.1运行轨道轨道式智能巡检机器人沿着室内顶部铺设的工字铝轨道运行。机器人行走导轨选择在室内顶端敷设轨道，机器人在轨道上运行，不影响下方通道的人员通行。在工程实施时，可根据现场测绘进行轨道的设计。在不需要转弯的情况下，每隔3m安装一个吊架，在转弯处每隔1.5米安装1个吊架。为保证机器人的定位精度，每
8、隔一定距离安装1个定位标签，弯轨处标签距离减小。轨道采用特殊定制铝合金型材，具有强度高，重量轻，耐腐蚀的优点。便于运输及施工,集中载荷承重能力200Kgo轨道通过吊架安装在室内顶端，将高度可调的安装支架安装在预先安装好的膨胀螺栓上,然后将轨道抬起，通过T型槽内的T型螺栓固定在安装支架上。支架具有能上下、左右调节的能力，螺栓可以在工型轨道的安装槽内前后滑动，从而降低对预埋螺栓精度的要求。通过对室内室的勘测，按转弯、爬坡和直轨对轨道进行预制，现场只需调整轨道，无需切割，从而提高施工效率。定制铝合金型材。截面尺寸：80mmx68nm1,采用阳极氧化的处理方式，设计使用寿命50年。规格长度为：3000
9、mm,具体结构以及尺寸如下图所示。结构如下图所示:图2-2直轨结构设计弯轨半径：1000mm。规格参数根据现场具体情况而定。结构下图所示:2.2. 2移动平台机器人终端运动平台采用电机驱动、摩擦轮提供动力的方式进行。摩擦轮与工型轨道接触,通过自身重力与轨道压牢，产生较大的摩擦力。摩擦轮材质耐磨，且与铝合金工型轨道面之间有较大的摩擦系数，以便提供较大的驱动力。运动平台图2-4运动平台结构示意图2.2.3升降机构在检测组件的升降上，采用升降机构来实现。升降机构以对称式的两根固定升降云台进行升降。升降机构设置了限位，当机器向下运动时，碰到人或物体时机器会自动停止下降，以此避免发生机器撞坏或人体受到伤
10、害。收回状态的高度与行程成正比。运动控制系统通过增加位置检测装置，控制板卡可以实时的获取当前的升降位置，从而实现位置控制的功能。系统示意图如下图所示：七位机发送控制指令自5板车校制电机息伴正反就升降电收位置反馈伯位窗检St装鱼采集位就信息桓过桧洲装置（嵬码 叁域法先传喜仔）图2-5升降运动控制系统示意图2.2.4通信组件机器人系统采用PLC电力线载波通讯，机器人本机控制信号和视频信号均转换为网络接口,并与PLC电力猫采用同一交换机，实现机器人与后台的通讯。由于受电力猫通讯距离的限制,在机器人导轨末端采用PLC电力猫将网络信号转换为有线形式。2.2.5摄像机摄像机是挂载设备，可以挂载不同的摄像机
11、。图2-6摄像机及结构示意图3.系统主设备功能介绍3.1. 环形轨道机器人HT-TSX-600-CR/DM-10环形轨道机器人图3-1环形轨道机器人结构设计3.2.环形轨道机器人技术参数参数参数最大载重28kg升降范围标配2m（l2m可选）工作温度-10C+55C/W90%输入/输出电压/功率AC220V/DC24V,50Hz/120W巡检轨迹巡轨道曲线运行行走速度水平：1015m/min垂直：0.93.6m/min云台最大载重20kg转弯半径=0.5M供电方式拖链保护式供电定位方式步进电机编码器定位通信方式PLC电力线载波通讯通信带宽RJ45网线接口、10m/100m升降云台结构无缝滑轨式供
12、电预置位数量0-255主机外形尺寸/重量长70cMX宽35CMX高20CM/23KG升降云台外形尺寸/重量长50cMX宽40cMX25CM69KG3. 3.直线轨道机器人HT-TSX-600-SUX-20直线轨道机器人700450360图3-2直线式轨道机器人结构设计3.4.直线式轨道机器人技术参数性能参数性能参数最大载重28kg升降范围标配2m（广2m可选）工作温度-10C+55C/W90%输入/输出电压/功率AC220V/DC24V.5011z/120W巡检轨迹巡轨道直线运行水平移动速度云台最大载重20kg垂直升降速度0.93.6m/min供电方式拖链保护式供电定位方式步进电机编码器定位通
13、信方式PLC电力线载波通讯通信带宽RJ45网线接口、10m/100m升降云台结构交叉套叠式预置位数量0-255主机外形尺寸/重量长70CMX宽40CMX高45CM/23KG升降云台外形尺寸/重量长26CMX宽26cMX30CM69KG3.5.轨道机器人功能特点3.5.1.转弯&爬坡能力强智能巡检机器人可沿轨道畅行，最小拐弯半径可低至500mm,最大爬坡能力可达45。机器人在经过弯道、坡道等特定位置，在靠近这些路段前10米处，机器人读取RFID信息，机器人自动减速慢行，以保证机器人安全通过特殊路段，通过特殊路段后，又读取到新的RFID信息后，机器人确定通过特殊路段，开始自动提速正常巡检速度（10
14、m/min）运行。3.5.2.灵活的检测机构主检测单元由高清网络摄像机、红外热像仪和高精度云台等模块组成。采用全铝机身设计,耐候性极强，采用全新的传动系统，云台定位精度高，0360。连续旋转，具备较大的保持力矩，不会因为摄像机的震动而使云台发生偏移。3.5.3.高防护封装，IP65防雨防尘支持由于机器人长期处于潮湿环境下，煤灰粉尘大，存在经受消防水的喷淋的可能，所以机器人需具备良好的防水防尘能力。本方案提供机器人外壳防护等级为IP65,可以确保机器人在粉尘大、风雨大的恶劣环境中能安全稳定地连续运行。3 .5.4.数据分析与报表报告功能中心报表系统能够自动存储、统计和智能分析处理海量数据，如巡检
15、点数据查询与统计，报警信息查询与缺陷异常分析，环境记录数据和红外测温数据分析。所有报告及报表支持查询、导出和打印。导出数据支持EXECL格式和文字格式，导出信息齐全，记录准确且完整，方便存储、汇报、决策和作归档处理等。4 .巡检方案4.1. 视频监控功能视频成像系统包含高清可见光相机、高精度云台。云台为高速高精度云台，旋转速度最高为80/s,可迅速找到目标位置，旋转角度水平方向为360度连续旋转，垂直方向为90,确保全视野无盲区。定位精度高，能准确捕捉预置位置的图像信息。云台内搭载一体化高清相机用于室内可见光成像，其具备大倍数光学镜头控制。同时，该可见光一体化机芯具备防抖动功能，对5-15HZ
16、的振动有明显抑制作用。可见光摄像机采用200万像素CCD成像单元，在实现大范围监控的同时，还能获得高清的画质，有利于实现机器人的智能识别功能。采用高性能处理芯片及硬件平台，性能可靠、稳定，采用先进的视频压缩技术，压缩比高，且处理灵活，超低码率。具有全自动聚焦功能，使用方便。支持TCP/IP、HTTP、DDNS等网络通讯协议。4.2.环境信息检测机器人搭载温度/湿度探测温湿度一体化传感器，通过RS485总线与系统通信，进行环境温湿度信息采集。控制系统将信息传输至服务器，再由数据处理中心完成综合分析与诊断。表2传感器规格参数如下测量范围：-40至+125C测量精度：0.125（典型值）环境温度检测
17、重复测量精度：0.2长期漂移：0.1/年响应时间：小于5秒（典型值）测量范围：0-100%RH分辨能力：1%RH环境湿度检测测量精度：2%RH（典型值）重复测量精度：1%RH长期漂移：1%RH/年响应时间：小于5秒4. 3.有毒有害气体检测一般需要监测甲烷、二氧化碳、硫化氢、氧气的含量，将监测信号传输到地面上的中控室（监测中心）。通过配套的综合管理软件对数据进行分析。通过软件或者报警主机对每个测点的地理位置、测量值或工作状态进行连续采集，如出现异常，系统会自动生成报警，及时通知到相关人员，将可能出现的险情消灭在萌芽状态，避免造成大的经济损失或人员安全记忆影响管廊的正常工作。轨道式智能巡检机器人
18、搭载的气体传感器，采用线性模拟电压输出，经DSP内置高精度ADC进行模拟/数字转换，通过RS485接入系统。根据电化学原理，采用扩散式采样。气体、烟雾含量监测具有自动归零校准，报警阈值可设定等功能，可以实时监测气体浓度和烟雾，当浓度不在安全范围内时在本地和远程中心管理平台进行声光报警。5. 4.信息交换与通信网络功能1、机器人后台应可以与其它视频监控系统实现互联互通，可以接入其它视频平台或者自身系统辅助增加的视频数据，进行高级智能分析和识别功能。2、机器人后台可以与其它环境检测系统实现互联互通，可以接入其它平台，或者自身系统辅助增加的环境检测传感器的数据，进行存储、分析和报警。6. 5.实时定
19、位功能采用光电编码器和RIFD电子标签配合，关键位置设置RIFD标签，对设定的工作位置、弯道进行精确定位。当轨道式智能巡检机器人接近任务点时，提前减速、停止，调整云台转向，对任务点设备进行信息采集。当轨道式智能巡检机器人接近转弯点时，自动减速通过。根据设定的弯道允许速度，将机器人减速至允许速度通过。轨道式智能巡检机器人在运动过程中通过伺服电机编码器和定位标签定位结合的方式进行定位，保证轨道智能巡检机器人控制器和远程中心管理平台可以实时了解巡检机器人的位置信息。7. 机器人运行模式7.1. 自主巡检一一运行人员根据巡检时间、周期、路线、目标、类型（红外、可见光、局放等）灵活进行任务定制，机器人按
20、照定制任务进行自主巡检。7.2. 定点巡检一一运行人员选择部分设备进行巡检，系统自动生成最佳巡检路线并执行定点任务。5. 3.遥控巡检一一运行人员通过后台手动控制界面，控制机器人执行巡检任务。6.施工安装方案6.1.工作流程T作流程图6-1安装工作流程图6.2.施工组织设计一套轨道摄像机系统（9米轨道，含挂载设备）安装需要2-3人（吊装轨道要2人），安装工作要一天，调试及验收要半天时间。6. 5.安装说明图6-2施工组织图本系统需要安排技术成熟，经验丰富的施工安装人员进行安装，设立安装组长一名，指挥协调现场安装并监督安装过程中的安全管理，安排3-4个施工员进行现场安装工作，因为现场安装涉及用电
21、、登高（4米以下）和长设备安装等特殊过程，对施工员的安全意识、技术水平有点较高的要求，所以施工组织设计非常重要，要严格按电力作业安全规范进行施工。6. 4.施工工期图工作内容随j_验收联机调试留件泅试安装据像机安装轨道机安装电控箱安装轨埴总成现场规划施丁准箸I时间（小时）0123456789101112图6-3施工工期计划T型吊装连接件说明（1）T型吸顶连接件和T型吊装连接件（较大）（较小）（2）高度可调连接杆和吊装连接杆高度可调连接杆和吊装连接杆可拼接，伸长和缩短。轨道安装吊装支架的安装轨道的安装是将竖型的吊装支架通过L型的连接板（安装在轨道上缘的两侧）用螺丝和侧面的螺丝固定在轨道的安装槽内
22、。（吊装支架）（L型连接板）吊装安装效果1.顶面螺丝2.侧面螺丝3.安装槽轨道间连接轨道与轨道间的连接:上面直接用吊装支架配置的L型连接板通过螺丝安装在轨道上缘的安装槽内。（如下图）轨道间连接上端（L型连接板）轨道间连接上端效果图下方的安装是用标配的轨道连接件通过螺丝安装在轨道下缘的安装槽内，每3米安装一个连接件。（如下图）轨道下端连接轨道间连接整体安装效果齿条的安装齿条安装在有拖链槽口的另一侧，通过螺丝将齿条安装在轨道的安装槽内。（如下图）齿条安装效果3.5.安装光电限位开关（如图所示安装）注：光电限位开关双眼要平行于轨道机如图1安装齿轮齿条安装齿轮齿条的时候需要先将轨道机器人的外壳取下，露出齿轮。将齿轮螺丝1松开，调节齿轮上下位置，直到齿轮和齿条之间连接正好，不能太紧或太松，调节好后再将螺丝1拧紧，固定齿轮的位置。
