产品简要说明及主要技术指标

多功能智能型液压抓臂式清污机器人是安徽省六安恒源机械有限公司联合合肥工业大学,采用多项前沿技术，自主研发生产的新一代技术含量高、市场前景广阔的强力液压机械臂式清污机器人。核心关键技术完全拥有自主知识产权，获得国家发明专利。它广泛应用于污水处理厂、自来水公司、城市污水雨水排放站、排涝泵站、水力发电站、灌溉泵站等水务领域的取排水口，特别适用于大江、大河大型排涝泵站拦污栅前水草污物的清理

抓臂式清污机器人主要包括五个部分：移动行走机构（门机或轨道移动车）、抓臂、液压伺服泵站、抓斗及智能控制系统。抓臂由多节组成，相邻两节之间铰接相连，每节抓臂之间设有数字液压油缸，液压伺服泵站驱动油缸伸缩控制每两者之间的角度，带动抓斗沿智能控制系统设定的轨迹上下运行。驱动抓斗上的张合斗油缸伸缩实现抓斗张开、闭合动作。

1、全新机型设计，国内首创的清污机型

多功能智能型液压抓臂式清污机器人依靠液压机械臂沿格栅强力将垃圾推向栅条底部，让污物聚集在一起，液压抓斗抓取力量大，一次性将污物全部抓取。同时抓斗爪齿穿入格栅，使格栅从上至下全部清理干净，对各种类型污物都能有效清理，清污效果好。目前已成功研发了ZB500-4000型液压抓臂式清污机器人，单爪最大清污能力4000公斤，每小时可清理垃圾100多吨。对于像抽水排涝泵站、发电站进水口拦污栅前高强度、大面积集中拥堵的污物和水草，也能及时有效的清理干净清污能力强。多功能设计，满足各种工况需求，既能使用抓斗清污，又可以在门机上配置启闭机，用于起吊检修闸门，实现一机多用，这样就不需要单独再建设检修闸启闭机房，大大节约土建成本。清污机可以沿着轨道行走，移动到另外一个闸室位置进行清污或起吊工作，大大增加了使用效率和实用价值。ZB4000的型抓臂清污机器人，主要技术参数臂展长度14米，负载4000kg，末端轨迹运行精度3mm，重复定位精度1mm。

2、电液位置伺服系统和一体化电液伺服驱动系统技术

清污机器人力臂长，负载大，抓臂采用数字液压油缸驱动，通过对液压比例阀的开合大小来控制液压缸流量和流向控制液压缸的伸缩速度和长度，改变抓臂现邻两节支臂的铰接角度，从而实现控制抓斗沿控制系统设定的轨迹上升下降。各个液压缸内置磁致伸缩绝对编码器，实时反馈液压缸实际行程。采用融合轨迹规划的液压伺服控制策略，清污机器人液压伺服泵站采用一体化电液伺服驱动系统（简称EHA系统），引入泵控+阀控的技术方案。每只油缸单独配液压泵站，控制系统按轨迹规划实时计算出油缸的需求流量，变频电机驱动液压泵按略大于需求流量给定流量，再通过伺服比例阀精确控液压缸的运动方向和速度，解决了伺服泵站发热大、能量损耗大的问题从，而实现系统的节能。

3、清污机器人运动控制系统架构先进，功能强大，人机界面友好

产品采用工业机器人级嵌入式控制器，实现运动学、轨迹模型、在线修正模型的建立，并通过其I/O模块，实现传感器信息的采集和伺服比例阀的控制。运动控制系统抓臂空间轨迹规划，液压伺服系统驱动液压油缸协同工作，精确控制抓斗运行轨迹，清污抓斗上安装动态倾角仪和接近传感器，对末端轨迹进行实时在线修正，精确控制抓斗爪齿插入拦污栅栅条间隙，从上到下将污物梳离拦污栅，彻底清理干净。

4、运动控制系统采用速度前馈控制和位置反馈技术

速度前馈控制作为主控模型，为液压缸前瞻运动趋势，使得系统可快速响应规划的轨迹，提高清污运行效率。同时，安装于各个液压缸的行程编码器将所测的实际位置与参考位置进行对比，实现位置反馈控制。位置反馈控制是纠错控制，消除系统所产生的误差，保证末端精确的控制位置，提高运行轨迹控制精度。末端抓斗爪齿准确插入栅条间隙不与拦污栅碰撞且能快速运行高效清理污物，清污运行时动作平滑、稳定、高效。

5、清污机器人智能搜索清污技术，清污过程全自动智能处理

抓臂式清污机器人支臂之间铰接的转轴既是连接销轴又是能检测轴向剪切力的荷载传感器。每只油缸的有杆腔和无杆腔都安装有压力传感器。清污机器人在运行过程中，荷载传感器和压力传感器实时将受力和油压数据反馈给控制系统，控制程序综合荷重信号、油压和油缸编码器行程信号，比对数据库中设定的超载、欠载、故障运行范围值，智能判断清污机器人的运行状态，从而实现清污机器人自动搜索抓污工作区，整个过程全自动智能处理。

鉴定委员会鉴定意见

2023年8月10日，水利部综合事业局在安徽省六安市主持召开“多功能智能型液压抓臂式清污机器人”新产品鉴定会，鉴定委员会（名单附后）对研制单位安徽省六安恒源机械有限公司提供的技术资料进行了审查，听取了研制报告和使用情况介绍，查验了检测报告和科技查新报告，实地考察了生产情况，经讨论、质询，形成鉴定意见如下：

1．研制单位提供的技术资料齐全、规范，符合《水利部新产品鉴定管理办法》的相关规定。

2．抓臂式清污机器人主要由移动行走机构（门机或轨道移动车）、抓臂、抓斗、液压伺服泵站及智能控制系统等部分组成，采用液压机械臂强力下压抓取污物，扩大了清污范围，有效提高了清污能力和清污效率，解决了超量污物集中拥堵在拦污栅前的清理难题。

3．清污机器人采用工业机器人级嵌入式控制器，运用空间轨迹规划技术和轨迹在线修正技术，建立运动学、轨迹模型、在线修正模型，并通过I/O模块，实现传感器信息的采集和伺服比例阀的控制，提高了液压抓臂运行轨迹的控制精度。

清污机器人引入一体化电液伺服驱动系统，采用泵控+阀控的技术方案，利用清污抓斗上安装的动态倾角仪和接近传感器，对末端轨迹进行实时在线修正，采用速度前馈控制和位置反馈技术，保证末端位置的精确控制。

清污机器人具有实时采集工作状态信息、比对数据库中设定的运行参数、智能判断运行状态等功能，实现智能搜索清污和全自动无人值守工作。

4．该产品已在安徽省淮水北调工程、安徽省凤凰颈排灌站、阜阳卢桥沟泵站、江西乐平排涝泵站等水利工程成功应用，取得了良好的经济和社会效益。

5．研制单位已具有必需的产品标准，具备较完备的生产设施，工艺文件及质量保证措施完善，具备批量生产条件。

6．鉴定委员会一致认为该产品属国内外首创，核心关键技术拥有完全自主知识产权，整体技术达到国际领先水平，推广应用前景广阔，同意通过水利部新产品鉴定。