Взрывозащищенное решение для роботизированных суставов четвероногих инспекционных роботов для химической промышленности: планетарный суставной привод с пиковым крутящим моментом до 500 Н·м

В условиях повышенного риска, таких как нефтехимические предприятия, горнодобывающие объекты и энергетические комплексы, роботы всё чаще используются для замены людей при проведении инспекций и других опасных операций. По мере того как требования к таким роботам меняются от простой «способности проводить инспекцию» к «способности выполнять практические задачи», повышаются требования к их ключевым приводным компонентам, особенно кприводам суставов роботов.

Как профессиональный поставщик ключевых компонентов приводов роботов, HONPINE разработала и производит сериювзрывозащищённых модулей с тремя шарнирами, включая JRM-E292247-35EN-CG-ACF-S20-Ex, предоставляя производителям роботов высоконадёжное, готовое к серийному производству интегрированное решение для взрывозащищённых суставов роботов.

В условиях эксплуатации с высоким уровнем риска компоненты движения робота сталкиваются с четырьмя основными задачами: взрывобезопасностью, характеристиками крутящего момента, контролем температуры и мобильностью на сложном рельефе. При этом они должны сохранять надёжную работу в течение длительного времени. Серия взрывозащищённых шарнирных модулей HONPINE разработана с учётом этих требований к применению для решения задач эксплуатации роботов в опасных средах.

1. Изначально разработаны для взрывозащиты

В настоящее время существуют два основных подхода к проектированию шарниров для взрывозащищённых роботов.

Один из подходов заключается в использовании стандартного шарнирного модуля со взрывозащищённой оболочкой. Такой подход позволяет снизить затраты на разработку и сократить цикл разработки, однако долгосрочные характеристики взрывозащищённой конструкции, электрической системы, герметизации и теплового управления по-прежнему требуют систематической проверки.

Другой подход представляет собой интегрированную взрывозащищённую конструкцию, разрабатываемую на уровне шарнирного модуля, при которой механическая конструкция, электрическая система, герметизация, материалы и тепловое управление с самого начала рассматриваются в комплексе.

В нефтехимической и горнодобывающей среде горючие газы, пыль и сложные условия эксплуатации создают дополнительные трудности при проектировании взрывозащищённых роботов. Двигатели и электрические компоненты внутри шарнира могут стать потенциальными источниками воспламенения, а непрерывная работа также может повышать температуру компонентов. Поэтому адаптация шарнира робота для взрывозащищённого применения — это не просто добавление внешней оболочки. Конструкция должна комплексно учитывать взрывонепроницаемость, электрическую конфигурацию, герметизацию и контроль температуры.

Серия взрывозащищённых модулей с тремя шарнирами HONPINE разработана для удовлетворения требований производителей роботов, создающих системы с собственной взрывозащитой. При проектировании и производстве модулей взрывозащита учитывается в механической конструкции, электрической системе, герметизации и выборе материалов. Продукция получила сертификат взрывозащиты Ex db IIB T4 Gb, обеспечивая соответствующее требованиям применение в применимых опасных зонах.

2. Высокий крутящий момент для задач, выходящих за рамки инспекции

Ожидания в отношении взрывозащищённых роботов больше не ограничиваются входом в опасные зоны для инспекции, съёмки и сбора данных. Всё чаще от этих роботов ожидается выполнение более сложных задач, таких как работа с инструментами, перемещение оборудования и аварийное реагирование.

Во время таких операций шарниры робота должны выдерживать не только продолжительные статические нагрузки, создаваемые инструментами и полезной нагрузкой, но и мгновенные ударные нагрузки, возникающие при столкновениях, рычажных действиях и корректировке положения.

Если пиковая способность шарнира по крутящему моменту недостаточна, мгновенные нагрузки могут привести к насыщению по крутящему моменту и отказу движения. Шарнир может быть способен поддерживать статическую нагрузку, но при этом не выполнять практические манипуляционные задачи при возникновении внезапных нагрузок. Поэтому достаточный запас крутящего момента важен для восприятия как непрерывных нагрузок, так и кратковременных ударных воздействий при сохранении стабильного и надёжного движения.

Серия взрывозащищённых модулей с тремя шарнирами HONPINE обеспечивает пиковый крутящий момент до 500 Н·м на каждый шарнир. Такая высокая способность по крутящему моменту создаёт дополнительный запас для роботизированной системы, позволяя шарнирам поддерживать непрерывные нагрузки от тяжёлого инспекционного или рабочего оборудования, а также воспринимать кратковременные нагрузки при практических операциях.

Это помогает вывести взрывозащищённых четвероногих роботов за рамки традиционной роли «только для инспекции» к более сложным полевым операциям.

3. Высокая устойчивость к воздействию окружающей среды для надёжной работы в суровых условиях

Пыль, влага и быстрые изменения температуры часто встречаются в промышленных и горнодобывающих условиях. HONPINE применяет подход к проектированию и производству автомобильного уровня; опционально доступна защита IP67, помогающая шарнирным модулям выдерживать такие условия, как сильный дождь, дым и среды с высокой запылённостью.

Для взрывозащищённых четвероногих роботов, работающих в опасных средах, также критически важно тепловое управление. HONPINE соблюдает соответствующие требования GB 3836 по взрывозащите для тяжёлых взрывозащищённых четвероногих роботов. Максимальная температура открытых поверхностей контролируется на уровне ≤135°C, при соответствующем максимально допустимом повышении температуры 95 K при температуре окружающей среды 40°C.

Также могут быть предусмотрены механизмы предупреждения о температуре и защитного отключения, способствующие поддержанию безопасной и надёжной работы в условиях повышенного риска.

4. Высокая жёсткость для передвижения по сложному рельефу

Обломки, крутые склоны и неровная поверхность являются типичными условиями, встречающимися в опасных промышленных средах. Жёсткость и характеристики управления движением шарниров робота непосредственно влияют на способность робота адаптироваться к этим условиям.

Взрывозащищённые шарнирные модули HONPINE имеют высокожёсткую конструкцию и могут сочетаться с алгоритмами управления движением, оптимизированными для сложного рельефа. Это создаёт надёжную механическую основу для робота и помогает четвероногой платформе сохранять устойчивое движение по неровной и изменяющейся поверхности.

Надёжные ключевые компоненты для роботов, работающих в опасных средах

Разработка роботов для опасных сред постепенно выходит за рамки демонстрации сложных походок и переходит к надёжной работе в реальных промышленных условиях. Способность ключевых компонентов выдерживать фактические условия эксплуатации стала важным фактором общей производительности робота.

Взрывозащищённость, высокий запас крутящего момента, устойчивость к воздействию окружающей среды и адаптивность движения в сложных условиях эксплуатации объединены в серии взрывозащищённых модулей с тремя шарнирами HONPINE, обеспечивая интегрированное решение для роботизированных систем, применяемых в условиях высокого риска.

HONPINE специализируется на ключевых компонентах для специализированных роботов и разрабатывает взрывозащищённые шарниры роботов для высоких нагрузок для системных интеграторов и производителей роботов. Предоставляя надёжные приводы суставов для опасных сред, HONPINE поддерживает разработку роботов, способных заменять людей при операциях с высоким уровнем риска и способствовать повышению безопасности промышленного производства.