毛悅慈：研發(fā)管道機器人，促進電力智能化發(fā)展

劉凱威

憑借對電力管井市場敏銳的嗅覺和極強的洞察研判力，毛悅慈精準捕捉并抓穩(wěn)發(fā)展趨勢，帶領(lǐng)仁泓團隊，致力提供電力管井管道機器人解決方案。

管道機器人是一種可沿細小管道內(nèi)部或外部自動行走、攜帶一種或多種傳感器及操作機械，在工作人員的遙控操作或計算機自動控制下，進行一系列管道作業(yè)的機、電、儀一體化系統(tǒng)。毛悅慈說，早在20世紀四五十年代，國外就開展了對管道機器人的研究，并取得了一些成果。20世紀90年代后，國內(nèi)也相繼開展了對管道機器人的研究，已基本達到了實際應(yīng)用的水平。管道機器人按其行走方式主要可以分為輪式、履帶式、蠕動式、多足式等，按能源供給方式可以分為拖纜管道機器人和無纜管道機器人。毛悅慈表示，目前管道機器人攜帶的傳感器一般數(shù)量和種類較少，與現(xiàn)在越來越大的搭載多種傳感器的需求并不匹配，解決這類問題迫在眉睫。

毛悅慈表示，管道機器人是一個檢測系統(tǒng)的載體，它可以將傳感器運送至相應(yīng)位置并保護采集系統(tǒng)，再將檢測數(shù)據(jù)帶回地面。在進行設(shè)計時，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挖熱力管道檢測機器人方案。據(jù)毛悅慈介紹，該管道機器人由運動驅(qū)動、多傳感器運動、視覺檢測、系統(tǒng)控制等模塊組成。在運動驅(qū)動模塊，毛悅慈為了達到不打滑，增加其附著力的目的，特意采用了履帶式驅(qū)動，同時做到了同步驅(qū)動平行四邊形的變徑機構(gòu)，并使其圓周120°等分，做到壓力均勻。在多傳感器運動模塊，毛悅慈除了采用平行四邊形變徑機構(gòu)，使檢測面始終與管道軸線保持一致外，還做到了變徑機構(gòu)獨立驅(qū)動，并使其做速圓周運動。此外，毛悅慈力求包括超聲檢測、電磁檢測、紅外檢測的多種傳感器都可以完美搭載。在視覺檢測模塊，2-DOF獨立運動以及全方位掃描和密閉防水結(jié)構(gòu)都是毛悅慈團隊打造的優(yōu)勢。在系統(tǒng)控制模塊部分，毛悅慈帶領(lǐng)團隊除提供密閉防水艙外，還在中部增設(shè)折曲關(guān)節(jié)，從而進一步提高彎道通過能力，獨具匠心。

毛悅慈還基于機器視覺管道檢測案例進行了研究分析并提供了可行方案。基于圖像識別電力管道的缺陷檢測，毛悅慈提出在圖像采集模塊進行相機標定、建立缺陷樣本庫。在圖像預處理模塊，毛悅慈認為進行圖像灰度化、增強對比、雙重濾波去噪、邊緣檢測及分割是解決問題的關(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缺陷分類尤為重要。此外，針對不同管徑的電力管道，毛悅慈團隊選擇運用變焦矩攝像頭與升降云臺搭配，從而保持攝像頭在管道中心并且可變換角度采集圖像。同時，為了滿足防爆需求，毛悅慈帶領(lǐng)團隊將攝像頭、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，毛悅慈也進行了詳盡的分析，并提供了可行方案。此外，當被測管道為大管徑時，毛悅慈團隊選擇使用無人機搭載熱成像儀進行檢測，當被測管道為中小管徑時，則使用地面機器搭載熱成像儀檢測，這樣每次改變成像距離時只需重新進行溫度標定即可。而當管道內(nèi)水量較少時，毛悅慈認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行管內(nèi)檢測。

毛悅慈表示，未來，她將持續(xù)帶領(lǐng)仁泓團隊對于管道機器人進行深入研究，帶來更安全可靠、更加高品質(zhì)的服務(wù)，并以創(chuàng)新為核心驅(qū)動力，不斷實現(xiàn)技術(shù)突破，共筑城市美好未來。