毛悅慈：研發(fā)管道機(jī)器人，促進(jìn)電力智能化發(fā)展

劉凱威

憑借對(duì)電力管井市場(chǎng)敏銳的嗅覺(jué)和極強(qiáng)的洞察研判力，毛悅慈精準(zhǔn)捕捉并抓穩(wěn)發(fā)展趨勢(shì)，帶領(lǐng)仁泓團(tuán)隊(duì)，致力提供電力管井管道機(jī)器人解決方案。

管道機(jī)器人是一種可沿細(xì)小管道內(nèi)部或外部自動(dòng)行走、攜帶一種或多種傳感器及操作機(jī)械，在工作人員的遙控操作或計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制下，進(jìn)行一系列管道作業(yè)的機(jī)、電、儀一體化系統(tǒng)。毛悅慈說(shuō)，早在20世紀(jì)四五十年代，國(guó)外就開(kāi)展了對(duì)管道機(jī)器人的研究，并取得了一些成果。20世紀(jì)90年代后，國(guó)內(nèi)也相繼開(kāi)展了對(duì)管道機(jī)器人的研究，已基本達(dá)到了實(shí)際應(yīng)用的水平。管道機(jī)器人按其行走方式主要可以分為輪式、履帶式、蠕動(dòng)式、多足式等，按能源供給方式可以分為拖纜管道機(jī)器人和無(wú)纜管道機(jī)器人。毛悅慈表示，目前管道機(jī)器人攜帶的傳感器一般數(shù)量和種類較少，與現(xiàn)在越來(lái)越大的搭載多種傳感器的需求并不匹配，解決這類問(wèn)題迫在眉睫。

毛悅慈表示，管道機(jī)器人是一個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)的載體，它可以將傳感器運(yùn)送至相應(yīng)位置并保護(hù)采集系統(tǒng)，再將檢測(cè)數(shù)據(jù)帶回地面。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要使其適應(yīng)一定的溫度、壓力以及一定范圍的管徑參數(shù)，并讓它擁有緊急情況處理能力。在毛悅慈的帶領(lǐng)下，仁泓成功提供了非開(kāi)挖熱力管道檢測(cè)機(jī)器人方案。據(jù)毛悅慈介紹，該管道機(jī)器人由運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)、多傳感器運(yùn)動(dòng)、視覺(jué)檢測(cè)、系統(tǒng)控制等模塊組成。在運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊，毛悅慈為了達(dá)到不打滑，增加其附著力的目的，特意采用了履帶式驅(qū)動(dòng)，同時(shí)做到了同步驅(qū)動(dòng)平行四邊形的變徑機(jī)構(gòu)，并使其圓周120°等分，做到壓力均勻。在多傳感器運(yùn)動(dòng)模塊，毛悅慈除了采用平行四邊形變徑機(jī)構(gòu)，使檢測(cè)面始終與管道軸線保持一致外，還做到了變徑機(jī)構(gòu)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，并使其做速圓周運(yùn)動(dòng)。此外，毛悅慈力求包括超聲檢測(cè)、電磁檢測(cè)、紅外檢測(cè)的多種傳感器都可以完美搭載。在視覺(jué)檢測(cè)模塊，2-DOF獨(dú)立運(yùn)動(dòng)以及全方位掃描和密閉防水結(jié)構(gòu)都是毛悅慈團(tuán)隊(duì)打造的優(yōu)勢(shì)。在系統(tǒng)控制模塊部分，毛悅慈帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)除提供密閉防水艙外，還在中部增設(shè)折曲關(guān)節(jié)，從而進(jìn)一步提高彎道通過(guò)能力，獨(dú)具匠心。

毛悅慈還基于機(jī)器視覺(jué)管道檢測(cè)案例進(jìn)行了研究分析并提供了可行方案?；趫D像識(shí)別電力管道的缺陷檢測(cè)，毛悅慈提出在圖像采集模塊進(jìn)行相機(jī)標(biāo)定、建立缺陷樣本庫(kù)。在圖像預(yù)處理模塊，毛悅慈認(rèn)為進(jìn)行圖像灰度化、增強(qiáng)對(duì)比、雙重濾波去噪、邊緣檢測(cè)及分割是解決問(wèn)題的關(guān)鍵要素。在缺陷分類模塊，毛悅慈表示，缺陷特征提取以及支持向量機(jī)缺陷分類尤為重要。此外，針對(duì)不同管徑的電力管道，毛悅慈團(tuán)隊(duì)選擇運(yùn)用變焦矩?cái)z像頭與升降云臺(tái)搭配，從而保持?jǐn)z像頭在管道中心并且可變換角度采集圖像。同時(shí)，為了滿足防爆需求，毛悅慈帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)將攝像頭、LED環(huán)形光源封裝在透明罩內(nèi)，并充入了惰性氣體。

另外，基于紅外圖像供暖管道（滿水或半水）缺陷檢測(cè)，毛悅慈也進(jìn)行了詳盡的分析，并提供了可行方案。此外，當(dāng)被測(cè)管道為大管徑時(shí)，毛悅慈團(tuán)隊(duì)選擇使用無(wú)人機(jī)搭載熱成像儀進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)被測(cè)管道為中小管徑時(shí)，則使用地面機(jī)器搭載熱成像儀檢測(cè)，這樣每次改變成像距離時(shí)只需重新進(jìn)行溫度標(biāo)定即可。而當(dāng)管道內(nèi)水量較少時(shí)，毛悅慈認(rèn)為比較合適的方法是在做好防水和配重的條件下采用閉路電視法進(jìn)行管內(nèi)檢測(cè)。

毛悅慈表示，未來(lái)，她將持續(xù)帶領(lǐng)仁泓團(tuán)隊(duì)對(duì)于管道機(jī)器人進(jìn)行深入研究，帶來(lái)更安全可靠、更加高品質(zhì)的服務(wù)，并以創(chuàng)新為核心驅(qū)動(dòng)力，不斷實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，共筑城市美好未來(lái)。