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中国仪器仪表学会科学技术奖获奖项目成果展示(三)

2022-06-25 134

中国仪器仪表学会科学技术奖自2001年3月经国家科技部批准设立后,历经20余年的成长,行业认可度和影响力不断提升,获奖项目涵盖制造业、能源、化工、国防、医疗、环保、航空航天等十几个领域,已成为我国仪器仪表领域的最高科学技术奖,经我会提名的成果屡获国家科技奖。2022年科技奖征集正在进行中,欢迎高校、企业、研究院所和相关个人申报。

项目名称:电站巡检运维机器人关键技术及应用

获奖等级:2021年科技进步一等奖

主要完成单位:东南大学,亿嘉和科技股份有限公司,国网江西省电力有限公司检修分公司,南京天创电子技术有限公司,国网江西省电力有限公司,扬州大学

主要完成人:宋爱国,程敏,宋光明,徐波,许春山,刘爽,包加桐,林欢,周宇,闵济海,徐宝国,曾洪,唐鸿儒

本项目针对我国核电安全与电网领域复杂环境巡检运维任务的急需,突破了电站巡检运维机器人的机构设计与运动控制、环境感知与自主导航、共享控制和状态检测等关键技术,研制成功五类13种型号的电站巡检运维机器人,填补了国内空白。技术创新点:

1.针对核电站、变电站、配电站等电站存在的管道、楼梯、障碍物、狭小空间等复杂环境对巡检运维机器人运动的限制难题,提出了履带式、挂轨式两类移动机器人机构设计方法,以及基于视觉、力觉、惯性测量单元等的自适应运动姿态控制和阻抗控制方法,实现了巡检运维机器人在多种复杂环境中的高机动运行与平稳运动,复杂地面运动能力显著优于美国iRobot公司同类机器人。

2.提出了基于视觉、激光、红外、超声等多传感器信息融合的环境感知与地图重建方法,以及基于地面可通过度计算的自主导航方法,解决了移动机器人在复杂环境中的自适应避障、路径规划与安全巡检难题。

3.针对机器人工作环境的复杂性和任务的不确定性,提出了自主+遥操作的机器人共享控制方法和基于多代理机制的模块化功能软件体系结构,设计了具有力触觉和视觉多通道交互的共享控制界面和共享控制器,解决了电站巡检运维机器人在复杂环境中处置突发性事故和执行多变性任务的难题。

4.提出了复杂工况下基于视频、可见光图像、红外图像和声音等多模态信息的电站设备状态检测方法,实现了不同光照下各类电站仪表示值图像的高精准识别,对仪表示值、字符、图像的识别率大于95%,实现了复杂背景下表计锈蚀、绝缘子破损、漏油和异物等典型电站设备缺陷的智能识别,缺陷检出率大于90%。

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本项目获授权发明专利55项、实用新型专利21项、计算机软件著作权20项;编写并颁布国家标准6项、行业标准5项;发表论文121篇,其中SCI收录72篇。相关成果获2020年第七届恰佩克奖、2020年第二十一届中国外观设计银奖、2018年世界机器人大会最具创新产品奖、2017年南京市科技进步一等奖、2017年江苏省工业设计产品金奖、2017年南京市优秀发明专利奖等。

本项目研制的核电站管道巡检机器人在阳江核电站、大亚湾核电站、宁德核电站、秦山核电站等九大核电站投入运维使用,国内市场占有率超过65%;研制的挂轨式巡检机器人在国内30个省份2000多个配电站广泛使用,国内市场占有率达48%,并应用于北京大兴机场110千伏变电站、2019年武汉第七届世界军人运动会和2017年天津十三届全运会全部34个场馆配电站的巡检运维。该成果还在南水北调工程大型泵站监控等领域得到应用,取得了重大的社会效益和经济效益,近一年新增销售额15.43亿元,新增利润6.28亿元。

2022年中国仪器仪表学会科学技术奖申报网址reg.cis.org.cn/keji,联系方式:李杰 010-82800750,lijie@cis.org.cn