TWI777178B

TWI777178B - 防爆區之高架式自走巡檢系統

Info

Publication number: TWI777178B
Application number: TW109120356A
Authority: TW
Inventors: 吳宗勳; 郭憬勳; 何坤泰
Original assignee: 臺灣塑膠工業股份有限公司
Priority date: 2020-06-17
Filing date: 2020-06-17
Publication date: 2022-09-11
Also published as: TW202201326A

Abstract

一種防爆區之高架式自走巡檢系統，其用於檢查防爆區之複數個設備，並包括高架通道以及檢查載具。高架通道與地面相距一高度並鄰設於設備。檢查載具配置以移動於高架通道上，並具有載具體以及設置於載具體之控制模組、驅動模組、攝像模組及通訊模組。控制模組電性連接驅動模組而使驅動模組驅動載具體移動。控制模組電性連接攝像模組而使攝像模組之攝像體朝該些設備之方向移動。控制模組電性連接通訊模組以進行通訊。

Description

防爆區之高架式自走巡檢系統

本揭露有關一種移動檢查系統，特別關於一種防爆區之高架式自走巡檢系統。

在石化工業的工廠中，可能會有潛存易燃性氣體或蒸氣之危險場所，因此需要將危險場所做適當的電氣防爆區域劃分，也就是定義所謂的防爆區。且防爆區內具有管線，對於防爆區而言，降低人員進入防爆區的次數以提高人員作業安全是相當重要的工作。然而，目前來說，仍然是由操作或檢測人員進入防爆區來進行人工作業或檢測，因而對人員及設備造成極大的潛在危機。此外，由於操作人員會帶著某種程度的心理負擔進入防爆區，以致增加檢測錯誤的機會。

因此，需要一種防爆區之高架式自走巡檢系統，能夠代替作業人員進入防爆區進行檢測作業，藉以提升管理安全性及檢測準確性，並朝智能化發展。

本揭露之目的在於提供一種防爆區之高架式自走巡檢系統，能夠代替作業人員進入防爆區進行檢測作業，藉以提升管理安全性及檢測準確性，並朝智能檢測方法發展。

根據本揭露之上述目的，提供一種防爆區之高架式自走巡檢系統，其用於檢查防爆區之複數個設備，並包括高架通道以及檢查載具。高架通道與地面相距一高度並鄰設於設備。檢查載具配置以移動於高架通道上，並具有載具體以及設置於載具體之控制模組、驅動模組、攝像模組及通訊模組。控制模組電性連接驅動模組而使驅動模組驅動載具體移動。控制模組電性連接攝像模組而使攝像模組之攝像體朝該些設備之方向移動。控制模組電性連接通訊模組以進行通訊。

依據本揭露之一實施例，驅動模組包含防爆馬達。

依據本揭露之一實施例，高架式自走巡檢系統更包含控制中心。控制模組經由通訊模組與控制中心進行通訊，控制模組及/或控制中心分析攝像模組之攝像資訊。

依據本揭露之一實施例，控制中心對控制模組可進行遠端中斷程序，以中斷控制模組所進行之程序。

依據本揭露之一實施例，高架式自走巡檢系統更包含使用者介面，其設置於載具體並電性連接控制模組。

依據本揭露之一實施例，高架式自走巡檢系統更包含氣體感測模組，其設置於載具體並電性連接控制模組。

依據本揭露之一實施例，高架式自走巡檢系統進行氣體分析程序，以使控制模組及/或控制中心分析氣體感測模組之氣體資訊。控制中心可經由通訊模組與控制模組進行通訊。

依據本揭露之一實施例，高架通道設置複數檢測點，當檢查載具移動於高架通道上時，高架式自走巡檢系統進行檢測點確定程序，以使檢查載具到達檢測點。

依據本揭露之一實施例，高架通道設置複數檢測點，當檢查載具移動至檢測點之其一者時，高架式自走巡檢系統進行攝像位置確定程序，以使攝像模組之攝像體到達攝像位置。

依據本揭露之一實施例，當攝像體到達攝像位置時，高架式自走巡檢系統進行影像分析程序，以使控制模組及/或控制中心分析攝像模組之攝像資訊。控制中心可經由通訊模組與控制模組進行通訊。

為讓本揭露的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

以下仔細討論本揭露的實施例。然而，可以理解的是，實施例提供許多可應用的概念，其可實施於各式各樣的特定內容中。所討論與揭示的實施例僅供說明，並非用以限定本揭露之範圍。本揭露的所有實施例揭露多種不同特徵，但這些特徵可依需求而單獨實施或結合實施。另外，關於本文中所使用之「第一」、「第二」、…等，並非特別指次序或順位的意思，其僅為了區別以相同技術用語描述的元件或操作。此外，本揭露所敘述之二元件之間的空間關係不僅適用於圖式所繪示之方位，亦適用於圖式所未呈現之方位，例如倒置之方位。此外，本揭露所稱二個部件的「連接」、「耦接」、「電性連接」或之類用語並非僅限制於此二者為直接的連接、耦接、或電性連接，亦可視需求而包含間接的連接、耦接、或電性連接。

圖1為依據本揭露實施例之防爆區之高架式自走巡檢系統1的應用情景示意圖。如圖1所示，本揭露之高架式自走巡檢系統1用於檢查防爆區EP之複數個設備A，例如是應用於石化產業之防爆區。防爆區EP可以是依據政府單元所頒佈法令來定義，或是由企業依據需求而定義。設備A例如是防爆區EP內的控制設備、製程設備、管線、或其他相關設備，於此不限制。

在防爆區EP內，高架式自走巡檢系統1包括高架通道11及檢查載具12。高架通道11與地面G相距一高度，並鄰設於設備A，例如是設置於設備A之上或側邊，檢查載具12配置以移動於高架通道11上並對設備A進行檢測作業。檢測作業例如包含設備故障檢測或管線巡查。如此，檢查載具12之作業不影響現場製程系統，也不會干擾人員作業。在一實施例中，高架通道11為軌道式或平板式，而檢查載具12可藉由滾輪、皮帶或其他方式移動於高架通道11上。檢查載具12的移動方向示範性的繪示於圖1中。在本實施例中，高架通道11可設置複數檢測點DP，當檢查載具12行進到檢測點DP時，檢查載具12可停等在檢測點DP來進行檢測。然而，本發明實施例之檢查載具12並不受限於在檢測點DP進行檢測。在其他實施例中，檢查載具12可在任意位置進行檢測。另外，為讓檢查載具12到達檢測點DP，高架通道11上可設置位置資訊點IP。當檢查載具12通過位置資訊點IP時，檢查載具12可根據位置資訊點IP得到檢查載具12目前的位置資訊，進而判斷出檢測點DP與目前位置的距離。如此，檢查載具12便可在到達檢測點DP時停止移動並進行檢測；在其他實施例中，位置資訊點IP可為檢測點DP，意即當檢測載具12取得位置資訊點IP之位置資訊時，即停止移動並可進行檢測。

另外，在本實施例中，防爆區EP外更設有維修區M，維修人員可在維修區M對檢查載具12進行維修及維護。如圖1所示，檢查載具12具有載具體121，其可依據需求而具有不同的形狀或構造，上面可承載或容置多種部件以進行所需作業。

圖2為依據本揭露實施例之防爆區之高架式自走巡檢系統1的功能方塊示意圖。請參照圖2所示，高架式自走巡檢系統1包含控制模組122、驅動模組123、攝像模組124及通訊模組125，上述模組皆設置於圖1所示之載具體121上。如圖2所示，驅動模組123、攝像模組124及通訊模組125皆電性連接於控制模組122。在一實施例中，控制模組122例如包含中央處理單元(CPU)、或微控制單元(MCU)、記憶體、程式、或其他所需數位積體電路、或軟體、或硬體、或韌體等等。

請搭配圖1及圖2所示，控制模組122電性連接驅動模組123而使驅動模組123驅動載具體121移動。在一實施例中，驅動模組123可包含讓載具體121移動之組件，例如馬達、傳動組件、齒輪組件、滾輪等等，但本揭露不限於此。其中，驅動模組123可包含防爆馬達，以適合於防爆區應用。防爆馬達例如是藉由機構及/或電路手段而達到防爆功能，在機構上例如是在馬達外增設屏蔽體，以避免火花外洩。

控制模組122電性連接攝像模組124。請搭配圖1及圖2所示，藉由控制模組122之控制，攝像模組124之攝像體1241可朝設備A之方向移動，例如是向下的單軸移動。攝像體1241亦可進行雙軸移動、三軸移動、或旋轉。攝像體1241並可對設備A進行對焦或其他所需要的動作。在一實施例中，攝像模組124之攝像體1241例如包含電荷耦合元件(charge coupled device, CCD)或互補式金屬氧化物半導體(complementary metal-oxide-semiconductor, CMOS)。另外，攝像模組124可依據需求包含支架、延伸組件、固定件、樞軸等等。在本實施例中，攝像模組124至少包含延伸組件以讓攝像體1241朝下移動，並且如圖1所示，例如是移動到兩設備A之間以進行攝像，並且可對兩設備A之間的空間及/或對設備A進行攝像。在一實施例中，攝像模組124可更包含樞軸以讓攝像體1241進行轉動。此外，在其他實施例中，攝像模組124可更包含其他攝像體以達到多重攝像的功能，或是高架式自走巡檢系統1包含多個攝像模組。

請參照圖2所示，控制模組122電性連接通訊模組125以對外進行通訊，於此不限制通訊模組125之型式及類別，其例如是有線通訊模組、或無線通訊模組、或其組合，其中無線通訊模組例如是利用行動通訊技術(例如4G或5G)或者依據無線數據網路標準(例如Wi-Fi或WIMAX)而達成。

請參照圖2所示，高架式自走巡檢系統1更包含控制中心13。控制中心13例如是設置於防爆區EP之外，並可與控制模組122進行通訊。在本實施例中，控制模組122經由通訊模組125而與控制中心13進行通訊。控制中心13例如包含電腦、伺服器或其他計算裝置與周邊設備等等，並可包含使用者介面以供操作人員操作。控制中心13可接收檢查載具12所取得之資訊及/或對控制模組122進行遠端控制。在本實施例中，控制中心13可接收檢查載具12之資訊，並可隨時對控制模組122進行遠端中斷程序，以中斷控制模組122所進行之程序，藉此提升高架式自走巡檢系統1的安全管理。

如圖2所示，高架式自走巡檢系統1可更包含氣體感測模組126，其設置於圖1之載具體121並電性連接於控制模組122。於此不限制氣體感測模組126所感測之氣體種類，例如是二氧化碳、氮氣、氦氣，或者是惰性氣體或有毒氣體等等。

在其他實施例中，高架式自走巡檢系統1可包含多個不同的氣體感測模組以偵測不同氣體。另外，除了攝像模組124及氣體感測模組126之外，高架式自走巡檢系統1可視需求而更包含其他感測器或功能部件，例如是光感測器、位置感測器或聲音感測器等等，亦可視需求設置定位模組。

當攝像模組124、氣體感測模組126或其他感測器進行感測並取得資訊後，控制模組122可將這些資訊，例如是攝像模組124之攝像資訊或氣體感測模組126之氣體資訊，儲存於檢查載具12及/或控制中心13。其中在儲存於檢查載具12的例子中，如圖2所示，檢查載具12可更包含儲存模組127，其設置於圖1之載具體121並電性連接於控制模組122，並且可儲存攝像資訊及/或氣體感測資訊。

在取得上述資訊後，控制模組122及/或控制中心13可對資訊進行即時分析或後續處置。其中，當僅藉由控制中心13而不藉由控制模組122進行分析時，控制中心13可例如包含雲端伺服器(cloud server)。

此外，如圖2所示，本實施例之高架式自走巡檢系統1可更包含使用者介面128，其設置於圖1之載具體121上並電性連接於控制模組122。操作者可對使用者介面128進行操作而執行高架式自走巡檢系統1之多種功能，例如是資訊的存取、參數的改變、程序或行進路線的安排等等。

此外，高架式自走巡檢系統1更包含供電模組129，其供電予載具體121上的部件，例如是控制模組122、驅動模組123、攝像模組124與通訊模組125，當然更可供電予氣體感測模組126、儲存模組127與使用者介面128。供電模組129可包含充電電池及/或經由連接線連接外部電源。

在本揭露之多個實施例中，具有上述部件之高架式自走巡檢系統1可進行多種程序，以下舉例說明之，但非用以限制本揭露。

如圖3所示，在一實施例中，高架式自走巡檢系統1可進行氣體分析程序S1，其包含取得氣體資訊(S11)、依據氣體資訊判定是否有危險(S12)、當判定結果為否時，產生氣體分析結果(S13)、以及當判定結果為是時，發出警示訊號(S14)。上述之「危險」是依據需求而定義，而非只限制在某種情況；危險可例如包含某氣體含量超過閥值之情況，閥值例如包含氣體的總量或濃度。其中，請搭配圖2，步驟S11可由氣體感測模組126進行；步驟S12可由控制模組122、或控制中心13、或其二者進行，並可接著進行步驟S13或步驟S14。氣體分析結果可儲存於儲存模組127及/或控制中心13。警示訊號例如為警報、聲響、燈光或其他具有警示效果之訊號。此外，在一實施例中，在步驟S14之前、同時或之後可加上停止檢查載具12之移動之步驟。另外，在其他實施例中，氣體分析程序(S1)可在任何時間點進行、或是在某些時間點進行，例如是間隔一段時間進行、或者可在檢查載具12到達下面所述之檢測點時進行。

以下說明檢測點確定程序。當檢查載具12移動於高架通道11上時，高架式自走巡檢系統1進行檢測點確定程序，以使檢查載具12到達檢測點DP。藉由設定要通過的檢測點DP，可定義出檢查載具12移動的路徑。在一實施例中，可經由程控方式而藉由控制模組122來設定檢查載具12所要移動的指定路線。在一實施例中，檢測點確定程序可由程式完成，例如預先設定檢查載具12移動路徑及移動路徑上的檢測點，如此藉由執行程式即可進行檢測點確定程序，而使移動檢查系統1到達各檢測點。

在另一實施例中，檢測點確定程序可由感應方式來進行，即在高架通道11之檢測點DP或檢測點DP的附近(例如檢測點之前)、或前述之位置資訊點IP設置標記，並感應標記以進行檢測點確定程序，例如是感應標記的光訊號、電訊號或影像，於此並不限制。在此以圖4舉例說明並且是以檢測點DP即為位置資訊點IP為例，如圖4所示，高架式自走巡檢系統1進行檢測點確定程序S2，其包含移動檢查載具12(S21)、是否取得符合的感應資訊(S22)、當結果為是時，停止檢查載具12(S23)、以及當結果為否時，回到步驟S21。其中，請搭配圖2，步驟S21可由驅動模組123進行；步驟S22可由攝像模組124或其他技術進行，例如無線射頻辨識(RFID)，如果需要判定的話，可由控制模組122、或控制中心13、或其二者進行，並可接著進行步驟S23或回到步驟S21。

另外，在一實施例中，本揭露之檢測點DP可由操作人員於檢查載具12及/或控制中心13進行調整或設定。

當檢查載具12移動至該些檢測點DP之其一者時，高架式自走巡檢系統1可進行攝像位置確定程序，以使攝像模組124之攝像體1241(圖1)到達攝像位置。在一實施例中，攝像位置確定程序可由程式完成，例如預先設定攝像體1241的移動路徑及移動路徑上的攝像位置，如此藉由執行程式即可進行攝像位置確定程序，而使攝像體1241移動到各攝像位置。需注意者，在本文中，移動攝像體1241到攝像位置可包含旋轉攝像體1241到攝像位置之特定方位。

在另一實施例中，攝像位置確定程序可由類似前述的感應方式來進行，即在攝像體1241之路徑上設置標記，並感應標記以進行攝像位置確定程序，例如是感應標記的光訊號、電訊號或影像，於此並不限制。在此以圖5舉例說明之，如圖5所示，高架式自走巡檢系統1進行攝像位置確定程序S3，其包含移動攝像體1241(S31)、是否取得符合的感應資訊(S32)、當結果為是時，停止攝像體1241(S33)、以及當結果為否時，回到步驟S31。其中，請搭配圖2，步驟S31可由攝像模組124進行而使攝像體1241延伸及/或旋轉；步驟S32可由攝像模組124或其他技術進行，例如無線射頻辨識(RFID)，如果需要判定的話，可由控制模組122、或控制中心13、或其二者進行，並可接著進行步驟S33或回到步驟S31。當攝像體1241到達攝像位置時，攝像體1241可進行攝像，例如是對某設備A之儀表板進行攝像、或是對攝像體下方進行攝像以確認有無工作人員在設備A旁邊。上述攝像資訊皆可傳輸至控制模組122及/或控制中心13進行分析。

當攝像體1241到達攝像位置時，高架式自走巡檢系統1可進行影像分析程序，以使控制模組122及/或控制中心13分析攝像模組124之攝像資訊。如圖6所示，在一實施例中，高架式自走巡檢系統1可進行影像分析程序S4，其包含取得攝像資訊(S41)、依據攝像資訊判定是否有危險(S42)、當判定結果為否時，產生攝像分析結果(S43)、當判定結果為是時，發出警示訊號(S44)。上述之「危險」是依據需求而定義，而非只限制在某種情況；危險可例如包含某設備A之儀表板上之數據異常、或是有人員位於設備A旁邊。其中，請搭配圖2，步驟S41可由攝像模組124進行，攝像模組124除了可對圖1之設備A攝像之外，亦可對攝像模組124之下方進行攝像；步驟S42可由控制模組122、或控制中心13、或其二者進行，並可接著進行步驟S43或步驟S44。攝像分析結果可儲存於儲存模組127及/或控制中心13。警示訊號例如為警報、聲響、燈光或其他具有警示效果之訊號。

在其他實施例中，影像分析程序並非只應用於當攝像體1241在攝像位置之情況，亦可應用於其他時間點，例如是以固定間隔時間來進行。

在一實施例中，可依需求安排上述程序的進行，以下以圖7舉例說明之，但非用以限制本揭露。

如圖7所示，高架式自走巡檢系統1依序進行檢測點確定程序S2、攝像位置確定程序S3、氣體分析程序S1以及影像分析程序S4。其中，在檢測點確定程序S2完成後，檢查載具12可到達檢測點；在攝像位置確定程序S3完成後，圖1之攝像體1241可到達攝像位置；之後可依序進行氣體分析程序S1以及影像分析程序S4，以得到氣體分析結果與攝像分析結果、或是發出警示訊號。當然，在一實施例中亦可同時進行氣體分析程序S1與影像分析程序S4，或是先進行影像分析程序S4再進行氣體分析程序S1。

由以上說明可知，本揭露之防爆區之高架式自走巡檢系統包含高架通道以及移動於高架通道之檢查載具。如此，檢查載具之作業不影響現場製程系統，也不會干擾人員作業。此外，高架式自走巡檢系統藉由控制模組、驅動模組、攝像模組及通訊模組而能進行多種檢查程序並達到多種功能，進而能夠代替作業人員進入防爆區進行檢測作業，藉以提升安全管理及檢測準確性，並朝智能化發展。此外，高架式自走巡檢系統更包含控制中心，操作人員在可在控制中心對檢查載具進行遠端控制，進而提升管理安全性及任務執行效率。

以上概述了數個實施例的特徵，因此熟習此技藝者可以更了解本揭露的態樣。熟習此技藝者應了解到，其可輕易地把本揭露當作基礎來設計或修改其他的製程與結構，藉此實現和在此所介紹的這些實施例相同的目標及/或達到相同的優點。熟習此技藝者也應可明白，這些等效的建構並未脫離本揭露的精神與範圍，並且他們可以在不脫離本揭露精神與範圍的前提下做各種的改變、替換與變動。

1:高架式自走巡檢系統 11:高架通道 12:檢查載具 121:載具體 122:控制模組 123:驅動模組 124:攝像模組 1241:攝像體 125:通訊模組 126:氣體感測模組 127:儲存模組 128:使用者介面 129:供電模組 13:控制中心 A:設備 DP:檢測點 EP:防爆區 G:地面 IP:位置資訊點 M:維修區 S1:氣體分析程序 S11,S12,S13,S14,S21,S22,S23,S31,S32,S33,S41,S42,S43,S44:步驟 S2:檢測點確定程序 S3:攝像位置確定程序 S4:影像分析程序

從以下結合所附圖式所做的詳細描述，可對本揭露之態樣有更佳的了解。需注意的是，根據業界的標準實務，各特徵並未依比例繪示。事實上，為了使討論更為清楚，各特徵的尺寸都可任意地增加或減少。

圖1為依據本揭露實施例之防爆區之高架式自走巡檢系統的應用情景示意圖。

圖2為依據本揭露實施例之防爆區之高架式自走巡檢系統的方塊示意圖。

圖3為依據本揭露實施例之高架式自走巡檢系統進行氣體分析程序的流程示意圖。

圖4為依據本揭露實施例之高架式自走巡檢系統進行檢測點確定程序的流程示意圖。

圖5為依據本揭露實施例之高架式自走巡檢系統進行攝像位置確定程序的流程示意圖。

圖6為依據本揭露實施例之高架式自走巡檢系統進行影像分析程序的流程示意圖。

圖7為依據本揭露實施例之高架式自走巡檢系統進行多種程序的流程示意圖。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

1:高架式自走巡檢系統

11:高架通道

12:檢查載具

121:載具體

1241:攝像體

A:設備

DP:檢測點

EP:防爆區

G:地面

IP:位置資訊點

M:維修區

Claims

一種防爆區之高架式自走巡檢系統，用於檢查防爆區之複數個設備，包括：一高架通道，與一地面相距一高度，並鄰設於該些設備，其中該高架通道為平板式；以及一檢查載具，配置以移動於該高架通道上，並具有一載具體以及設置於該載具體之一控制模組、一驅動模組、一攝像模組及一通訊模組；其中，該控制模組電性連接該驅動模組而使該驅動模組驅動該載具體移動，該控制模組電性連接該攝像模組而使該攝像模組之一攝像體朝該些設備之一方向移動，該控制模組電性連接該通訊模組以進行通訊；其中，當該攝像體到達一攝像位置時，該攝像體對該攝像體下方進行攝像以確認有無工作人員在該些設備旁邊，其中當確認有工作人員在該些設備旁邊時，該高架式自走巡檢系統發出一警示訊號，其中該警示訊號為警報、聲響或燈光；其中，該控制模組將該攝像模組之一攝像資訊儲存於該檢查載具的一儲存模組。
如請求項1所述之防爆區之高架式自走巡檢系統，其中該驅動模組包含一防爆馬達。
如請求項1所述之防爆區之高架式自走巡檢系統，更包含：一控制中心，該控制模組經由該通訊模組與該控制中心進行通訊，該控制模組及/或該控制中心分析該攝像模組之該攝像資訊。
如請求項3所述之防爆區之高架式自走巡檢系統，其中該控制中心對該控制模組進行一遠端中斷程序，以中斷該控制模組所進行之一程序。
如請求項1所述之防爆區之高架式自走巡檢系統，更包含：一使用者介面，設置於該載具體並電性連接該控制模組。
如請求項1所述之防爆區之高架式自走巡檢系統，更包含：一氣體感測模組，設置於該載具體並電性連接該控制模組。
如請求項6所述之防爆區之高架式自走巡檢系統，其進行一氣體分析程序，以使該控制模組及/或一控制中心分析該氣體感測模組之一氣體資訊，該控制中心經由該通訊模組與該控制模組進行通訊。
如請求項1所述之防爆區之高架式自走巡檢系統，其中該高架通道設置複數檢測點，當該檢查載具移動於該高架通道上時，該高架式自走巡檢系統進行一檢測點確定程序，以使該檢查載具到達該些檢測點之其一者。
如請求項1所述之防爆區之高架式自走巡檢系統，其中該高架通道設置複數檢測點，當該檢查載具移動至該些檢測點之其一者時，該高架式自走巡檢系統進行一攝像位置確定程序，以使該攝像模組之該攝像體到達該攝像位置。
如請求項9所述之防爆區之高架式自走巡檢系統，其中當該攝像體到達該攝像位置時，高架式自走巡檢系統進行一影像分析程序，以使該控制模組及/或一控制中心分析該攝像模組之該攝像資訊，該控制中心經由該通訊模組與該控制模組進行通訊。