团 体 标 准
T/CIN 059—2024
干散货码头带式输送机巡检机器人系统技
术要求
Technical requirements for inspection robot system of belt conveyor
in bulk cargo port
2024-11-28 发布 2025-02-28 实施
中国航海学会 发布
前 言
本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国航海学会提出并归口。
本文件负责起草单位：烟台港股份有限公司矿石码头分公司、交通运输部水运科学研究院、山东陆海装备集团有限公司。
本文件主要起草人：于新国、温皓白、孙强、陈庆为、刘春阳、谭文豪、王招平、周思远、孙建锐、徐今、栾文轩、马贺荣、刘春岩、王高观、张德文、徐菲鸿、花冬、李梦晗。
干散货码头带式输送机巡检机器人系统技术要求
1 范围
本文件规定了干散货码头带式输送机巡检机器人系统的组成、总体要求及巡检机器人、轨道单元、通信单元、供电单元和监控单元的技术要求。
本文件适用于干散货码头带式输送机巡检机器人系统的设计、制造和使用。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 2423.1—2008 电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验A：低温
GB/T 2423.2—2008 电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验B：高温
GB/T 2423.4—2008 电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验Db 交变湿热(12h+12h循环)
GB/T 2423.17—2024 环境试验 第2部分：试验方法 试验Ka：盐雾
GB/T 2423.38—2021 环境试验 第2部分：试验方法 试验R：水试验方法和导则
GB/T 4208—2017 外壳防护等级(IP代码)
GB/T 10595 带式输送机
GB/T 11287—2000 电气继电器 第21部分：量度继电器和保护装置的振动、冲击、碰撞和地震试
验 第1篇：振动试验(正弦)
GB/T 12643 机器人与机器人装备 词汇
GB/T 13561.3 港口连续装卸设备安全规程 第3部分：带式输送机、埋刮板输送机和斗式提升机GB/T 14521 连续搬运机械术语
GB 14784 带式输送机 安全规范
GB/T 37283—2019 服务机器人 电磁兼容 通用标准 抗扰度要求和限值
3 术语和定义
GB/T 12643 、GB/T 14521界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
巡检机器人 inspection robot
一种基于轨道移动，搭载高性能云台摄像机等检测仪器或传感器，具有摄像、采集、传输等功能，代替人工巡检作业的设备。
3.2
自动运行模式 automatic mode
巡检机器人控制系统按照任务程序自动运行的操作方式。
3.3
手动运行模式 manual mode
通过遥控器、远程控制台等人工方式对巡检机器人进行操作。
4 系统组成
带式输送机巡检机器人系统(以下简称巡检系统)主要由巡检机器人、轨道单元、通信单元、供电单元和监控单元组成，如图 1 所示。
图1 巡检系统组成示意图
5 总体要求
5.1 巡检系统所有部件与带式输送机的配合应符合 GB/T 10595 、GB/T 13561.3 、GB 14784 的相关要求。
5.2 工作环境应满足如下要求：
a) 环境温度：-20℃~+45℃;
b) 最大相对湿度不大于 95%，可有少量凝露、盐雾;
c) 工作风速不大于 20m/s，非工作风速不大于 55m/s，或按技术规格书的要求;
d) 工作环境条件如有特殊要求，按供需方协议执行。
5.3 巡检系统应能承受 GB/T 2423.1—2008 规定的低温试验，试验温度为-20℃, 试验时间为 2h，试验期间和试验后应能正常工作。
5.4 巡检系统应能承受 GB/T 2423.2—2008 规定的高温试验，试验温度为45℃ , 试验时间为 2h，试验期间和试验后应能正常工作。
5.5 巡检系统应能承受 GB/T 2423.4—2008 规定的交变湿热试验，相对湿度不小于 95%，试验温度为40℃ , 循环次数为 2 次，每个循环 12h ，试验期间和试验后应能正常工作。
5.6 巡检系统应能承受 GB/T 2423.17—2024 规定的质量分数为(5±1)%、温度为(35±2)℃、pH 值为 6.5~
7.2 的盐溶液环境下持续放置 16h 的盐雾试验，试验期间和试验后机器人表面应无腐蚀。
5.7 巡检系统应能承受 GB/T 2423.38—2021 规定的降雨强度为(10±5)mm/h、持续时间为 30min 的试验，试验期间和试验后应能正常工作。
5.8 巡检系统防护性能应不低于 GB/T 4208—2017 规定的 IP65 要求。
5.9 巡检系统平均无故障工作时间应不少于 3000h ，平均修复时间应不超过 4h。
5.10 巡检系统设计寿命应不小于 5 年。
5.11 巡检系统应能承受 GB/T 11287—2000 规定的严酷等级为 2 级的振动耐久试验。
5.12 巡检系统的电磁兼容应符合 GB/T 37283—2019 中第 8 章的规定。
6 巡检机器人
6.1 外观和结构要求
6.1.1 整机外观整洁、结构坚固，所有连接件、紧固件应有防松动措施，活动部分的润滑和冷却良好。
6.1.2 外形和结构应满足输送机正常作业要求。
6.1.3 外壳表面应有保护涂层或防腐设计，不应有伤痕、毛刺等缺陷。
6.1.4 外壳应采取必要的防静电及防电磁场干扰措施。
6.1.5 内部电气线路应排列整齐、固定牢靠、走向合理，便于安装、维护，并用醒目的颜色和标志加以区分。
6.1.6 应具备防脱机构，防止巡检机器人在遇到突发状况或 8 级以上风力时从轨道脱落。
6.2 功能要求
6.2.1 运动功能
6.2.1.1 巡检机器人应安全可靠，具备长期连续运行，启动、运行、停机平稳、遇障停止等功能。
6.2.1.2 巡检机器人应搭载高性能云台，云台应具备旋转和俯仰功能，确保运行平稳，无晃动。
6.2.1.3 巡检机器人应采用工业级驱动电机，在电磁、金属粉尘环境中稳定运行，并不对其他设备产生电磁干扰。
6.2.2 自检功能
巡检机器人应具备自检功能，包括：电源、驱动、通信、控制和检测等模块部件工作状态的检测功能，异常时应发出警示，并上传至监控单元。
6.2.3 检测功能
巡检机器人采集运行状态数据，并将数据通过通信单元上传至监控单元，实现对表 2 中常用检测功能检测数据的采集、处理和分析评估。
表 2 巡检机器人常用检测内容和功能
6.2.4 巡检功能
6.2.4.1 巡检机器人应具备自动运行模式和手动运行模式的切换功能。
6.2.4.2 自动运行模式下，巡检机器人应能按预先设定的任务程序完成巡检任务，手动运行模式下，巡检机器人应能按照操作人员选定巡检内容完成巡检任务。
6.2.4.3 在突发情况下，应通过手动运行模式遥控巡检机器人率先抵达事故现场进行初步勘察，在手动运行模式介入控制结束后，巡检机器人从介入控制结束位置或调整至指定的位置继续进行巡检。
6.2.4.4 在巡检过程中，巡检机器人应能在行进方向有人或障碍物时自动停止。在排除障碍物后，应能自动恢复巡检作业。
6.2.4.5 巡检范围应覆盖带式输送机沿线、带式输送机头部驱动、落料点和带式输送机尾部等区域。
6.2.5 通信功能
巡检机器人应具备与监控单元之间的双向通信功能。
6.2.6 报警功能
巡检机器人应具备报警功能，当检测到任何一类检测数据出现异常时，及时发出报警信号，分析识别率应不低于 90%，误报率应不高于 5%。
6.3 性能要求
6.3.1 巡检机器人水平运动最大工作速度宜不大于 2m/s。
6.3.2 巡检机器人在轨道上的最小转弯半径宜不大于 1m。
6.3.3 巡检机器人在轨道上的导航定位误差应不超过±5cm。
6.3.4 巡检机器人云台水平旋转应具备-180°~+180°往复转动能力，俯仰旋转范围应不小于仰角20°、俯角 110°。
7 轨道单元
7.1 轨道单元包含轨道、安装支吊架、紧固件和其他附件。
7.2 轨道应提供巡检机器人运动导向和支撑功能，宜采用铝合金、扁圆钢等轻型、耐腐蚀、抗老化性能化的材料。
7.3 轨道重量宜控制在 3kg/m 以内，便于现场安装。
7.4 轨道应根据现场环境设计坡度，坡度宜不大于 15°, 每节轨道的对接部位采用无缝对接形式。
7.5 轨道承载重量宜不低于 100kg。
7.6 轨道设计应充分考虑地面基础沉降及轨道连接处平滑过渡问题，并具备相应的调节装置。
7.7 根据实际环境需要，轨道上可扩展安装其他功能性零部件，如用于定位的射频识别标签、条码，用于供电和通信的滑触线、用于传动的齿条等。
7.8 轨道不应影响工作人员的通行和其他设备的正常运行。
7.9 安装支吊架宜采用金属材料，并做防锈处理。
7.10 轨道单元应能承受巡检机器人长期运行时的载荷，各部件完好无损，连接处无松动，结构件未产生裂纹、永久变形和疲劳破坏等。
8 通信单元
8.1 通信单元无线信号应无盲区覆盖带式输送机沿线及相关配件。
8.2 应具有良好的漫游能力，网络通畅、不停顿、不断网，保证控制信息及存储信息的传输延迟不超过 1s。
8.3 应支持 WIFI、4G 、5G 等多种通信方式。
9 供电单元
9.1.1 供电单元宜采用锂电池供电和分布式无线充电站结合的供电方式。
9.1.2 锂电池供电应采用高能量密度电池供电，在带式输送机沿线部署分布式无线充电站。
9.1.3 应实时监测巡检机器人本身电量，并保证巡检机器人能自主返回供电单元进行充电。
9.1.4 锂电池满电情况下应保证巡检机器人连续行走不少于 5km。
9.1.5 分布式无线充电站应采用交流 220V 作为电源输入，其应具备 2000V 的浪涌防护能力。
9.1.6 供电单元应采用模块化设计，便于维护及部件更换。
9.1.7 巡检机器人应保留手动充电、有线备充功能，并预留外接后备电源接口，在紧急情况下可利用手动充电器进行充电。
10 监控单元
10.1.1 应能通过控制指令对巡检机器人进行控制，并接收巡检机器人反馈的状态信息。
10.1.2 应具备实时图像显示、数据量超限统计、历史超限数据统计、采集时间以及采集数据储存等功能。
10.1.3 应能正确检测巡检机器人的各类告警信息，当检测到异常时，应立即发出报警信息，并伴有声光提示，支持人工确认报警或复归信号。
10.1.4 应具备实时图像远传功能，宜具备双向语音传输和远程作业指导功能，视频及声音应无中断、卡顿。
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