实战案例：为城市“肠道”做体检的机器人如何获得安全通行证
城市地下燃气管道、化工储罐、污水管网等密闭空间，长期可能存在甲烷、硫化氢等可燃易爆气体混合物，是典型的高危作业环境。管网检测机器人的引入极大地提升了检测效率和安全性，但机器人自身必须首先证明其不会成为“移动点火源”。本文分享汇策-海沣协助某机器人公司成功为其履带式检测机器人取得防爆合格证的完整案例。
项目背景与产品挑战
客户研发的机器人用于直径600mm以上的管道内部检测，搭载高清摄像头、气体传感器和激光雷达。其主要挑战在于：
- 动力系统复杂：采用锂电池组供电，驱动两台大扭矩直流电机，并给众多电子设备供电。
- 点燃源众多：包括电机换向火花、电池充放电接口、主板电路、照明LED、激光雷达等。
- 空间与重量限制严格：机器人需在管道内灵活移动，无法承受过于笨重的隔爆外壳。
汇策-海沣的集成防爆解决方案
经过深入分析，我们为机器人制定了“本安为主，浇封为辅，外壳增强”的复合型防爆方案：
| 功能模块 | 防爆风险 | 采用方案 | 实施要点 |
|---|---|---|---|
| 动力电池组 | 短路、过充过放导致高温、火花 | Ex ia等级本安电池 | 选用已获证的本安电池包；内置多重保护电路；输出端串联安全二极管。 |
| 驱动电机 | 换向火花、堵转过热 | 浇封型（Ex m）直流电机 | 将电机（含换向器、电刷）整体浇封在环氧树脂中，彻底隔离火花和电弧。 |
| 控制与传感主板 | 电路板上的IC、继电器等 | 本安型（Ex ib）电路设计 | 对所有电路进行本安评估，限制能量；将主板置于增强型（Ex e）外壳内，防止异物侵入。 |
| 摄像头与照明 | LED驱动电路、接头 | 本安型（Ex ib） | 采用恒流驱动，限制电流；所有电气接头使用防爆接插件。 |
| 机器人机身 | 机械摩擦、静电 | 金属机身接地，履带采用抗静电材料 | 确保所有金属部件等电位连接；履带电阻测试符合要求。 |
认证过程与结果
在方案确定后，我们指导客户制备样机并准备全套技术文件。送检后，重点通过了以下测试：
- 本安电路火花点燃试验：对主控板、照明电路等进行测试，验证其安全性。
- 浇封电机测试：依据GB 3836.9对浇封电机进行温度、介电强度等测试。
- 整机表面温度测试：在管道模拟环境中长时间运行，测量各部位温度。
- 防护等级（IP）测试：验证其外壳能防止粉尘和水进入（IP54）。
最终，该机器人成功取得了防爆合格证，标志为“Ex ib mb IIC T4 Gb”，为其进入燃气、化工等高端检测市场扫清了最关键的安全障碍。
案例启示
本案例的成功关键在于“系统化防爆设计”。汇策-海沣的价值在于：
- 打破技术孤岛：我们将机器人的机械、电气、电池技术视为一个整体，统筹规划防爆方案，避免“头疼医头，脚疼医脚”。
- 平衡安全与性能：在确保最高安全等级（可用于1区）的前提下，通过精巧的“本安+浇封”组合，最大程度保持了机器人的轻量化和灵活性。
- 全程技术陪伴：从概念设计到样机整改，再到测试协调，我们提供全程贴身技术支持，确保客户团队能高效理解并落实防爆要求。
如果您正在开发用于危险区域的智能装备，汇策-海沣愿以成熟的案例经验和系统解决方案，助您一臂之力。
