上海交大高新技术股份有限公司赵春彦获国家专利权
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龙图腾网获悉上海交大高新技术股份有限公司申请的专利一种用于化工园区应急救援的智能关阀断料机器人系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN121223743B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-13发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511746568.2,技术领域涉及:B25J5/00;该发明授权一种用于化工园区应急救援的智能关阀断料机器人系统是由赵春彦;庞溟舟;虞桂明设计研发完成,并于2025-11-26向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种用于化工园区应急救援的智能关阀断料机器人系统在说明书摘要公布了:本发明涉及一种用于化工园区应急救援的智能关阀断料机器人系统,旨在解决现有技术中机器人环境适应性差、耐温防爆不足、智能化低、阀门适配弱及协同逻辑缺失的问题。本发明的系统包括履带式移动底盘、集成控制系统含多层耐高温防爆外壳、防爆电气系统、电源管理子模块及紧急救援子模块、多功能六自由度机械手、主动热管理系统含热传导降温组件、环境监测系统含防爆传感器、通信系统及云端控制平台。本发明的系统适用于化工园区、危险品储罐区、石油化工厂,可在火灾、有毒泄漏等高危环境下代替人工作业,应急响应时间≤5分钟,兼顾日常安全巡检与应急救援,显著降低人员伤亡风险,提升处置效率。
本发明授权一种用于化工园区应急救援的智能关阀断料机器人系统在权利要求书中公布了:1.一种用于化工园区应急救援的智能关阀断料机器人系统,其特征在于,包括: 履带式移动底盘10,具有变位履带行走机构,履带采用合金钢制造且表面覆盖橡胶层,采用防爆伺服电机+防爆斜齿轮减速机+驱动轮的驱动系统,以承载智能关阀断料机器人系统并实现复杂地形移动; 集成控制系统20,固定于履带式移动底盘10上方中央,包括多层耐高温防爆外壳、防爆电气系统、智能控制子模块、电源管理子模块及紧急救援子模块,所述多层耐高温防爆外壳从外至内依次为高温合金主体、陶瓷基复合保护层、纳米隔热层,正面嵌装防爆透明玻璃,边缘设密封胶与金属密封垫片的多重密封结构;所述集成控制系统20采用GH2747采用的高温合金主体,厚度10mm,材料成分按重量百分比计:镍45-55%、铬15-20%、铁10-15%、钼3-5%、钛2-4%、铝1-3%、稀土元素0.5-1%,长期使用温度1100-1250℃,短时耐温1300℃;陶瓷基复合保护层耐温≤1150℃,总厚度230μm;纳米隔热层的厚度60mm,热传导系数≤0.03Wm・K; 所述智能控制子模块用于接收各模块数据、执行决策算法并输出控制指令,包括自主导航、阀门识别、路径规划及协同调度单元;路径规划单元结合环境监测风险数据的高温区和有毒区域,基于A*算法生成最优路径,避开≥5cm×5cm障碍物和高温区; 所述电源管理子模块集成于独立舱室,包括防爆锂电池及智能充放电控制模块,用于为系统所有模块供电; 所述紧急救援子模块集成于外壳前端,包括防爆声光报警器与紧急制动单元,触发条件由智能控制子模块判定;所述集成控制系统的紧急救援子模块的触发条件包括:通信系统反馈通信中断>30s;主动热管理系统反馈集成控制系统内部温度>1300℃;环境监测系统反馈氯气浓度>100ppm或可燃气体浓度>80%LEL;主动热管理系统反馈热应力≥GH2747合金屈服强度80%;应变片贴附于集成控制系统的高温合金主体,实时监测热应力,数据传输至集成控制系统的智能控制子模块,超阈值时触发紧急救援子模块; 多功能六自由度机械手30,通过法兰垂直安装于所述集成控制系统20顶部中央,包括机械臂31、含防爆摄像头与激光雷达的多类型阀门识别子模块32、电磁锁合式的快换自适应末端执行器33及力矩传感器34; 主动热管理系统40,嵌入式安装于集成控制系统20的多层耐高温防爆外壳与内部子模块之间,包括温度传感器阵列41、智能温控单元42、双循环冷却系统43、铝合金热交换装置44及备用冷却液箱45,包括常温高温极温模式;温度传感器阵列41包括12-16个NTC温度传感器,分布式粘贴于:集成控制系统20的外壳内壁、电源管理子模块27的舱室、紧急救援子模块的外壳、多功能六自由度机械手30的关节、履带式移动底盘10的关键部位,采样频率1Hz,精度±0.5℃,数据传输至智能控制子模块26; 所述主动热管理系统40的双循环冷却系统43工作模式触发条件包括:环境温度≤600℃时启动风量50m³h的风冷模块431;600-1000℃时同步启动风冷模块431与乙二醇液冷模块432;>1000℃时启用备用冷却液箱45,全功率冷却,铝合金热交换装置44换热效率≥90%; 环境监测系统50,通过支架安装于履带式移动底盘10前端两侧,包括检测硫化氢氯气的防爆气体传感器、防爆温湿度传感器、防爆火焰探测器及烟雾探测器; 通信系统60,由安装于集成控制系统20顶部后端的万向节天线与多模通信模块组成,用于集成控制系统20与云端控制平台70的数据交互; 云端控制平台70,为远程软件系统,包括远程监控模块71、任务调度模块72、数据分析模块73及预测维护模块74,用于下发任务指令、监控系统状态、存储分析数据及输出维护提醒; 所述集成控制系统20的智能控制子模块中,阀门识别单元通过改进YOLOv5深度学习算法处理多功能六自由度机械手30的图像与激光雷达数据,识别球阀、闸阀、截止阀、蝶阀、齿轮阀; 所述云端控制平台70的任务调度模块72根据集成控制系统20的电源管理子模块反馈的剩余电量与智能控制子模块反馈的设备状态分配任务,优先级:泄漏点>火灾点>巡检点;预测维护模块74基于电机运行时间、力矩传感器34误差、电源循环次数输出维护提醒; 所述多功能六自由度机械手30的快换自适应末端执行器33包括适配50-300mm手轮阀的轮式操作头、适配100-500mm杠杆阀的杠杆式操作头、适配10-50mm阀杆的闸阀操作头,通过电磁锁合式快换机构更换,更换时间≤5秒,更换后力矩传感器34自动校准; 所述集成控制系统20的电源管理子模块具备过充、过放、过流保护:过充保护阈值为电压>29V,过放保护阈值为电压<21V,过流保护阈值为电流>120A;供电故障时自动切断非必要模块供电,优先保障集成控制系统20内智能控制、紧急救援子模块及通信系统60供电; 通信系统60支持4G5G、Wi-Fi6、Mesh自组网。
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