ICS25.040.30 CCSN19 SHIIOTA 上海市工业互联网协会团体标准 T/SHIIOTA012—2025 智能防爆巡检机器人设计指南 Designguideforintelligentexplosion-proofinspectionrobots 2025-12-30发布 2026-01-30实施 上海市工业互联网协会  发布 全国团体标准信息平台 全国团体标准信息平台 T/SHIIOTA012—2025 I目次 前言...................................................................................1 1范围.................................................................................2 2规范性引用文件.......................................................................2 3术语和定义、缩略语...................................................................2 4需求分析与设计原则...................................................................2 5功能设计.............................................................................4 6部件设计.............................................................................6 附录A（资料性）智能分析系统技术架构参考........................................9 参考文献..............................................................................10 全国团体标准信息平台 全国团体标准信息平台 T/SHIIOTA012—2025 1前言 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由上海市工业互联网协会提出并归口。 本文件起草单位：上海天然气管网有限公司、华东师范大学、上海仪电人工智能创新院有限公司、 恒为科技（上海）股份有限公司、上海华东电信研究院、工业互联网创新中心（上海）有限公司、上海 市质量和标准化研究院、华院计算技术（上海）股份有限公司、上海工程技术大学、上海墨百意信息科 技有限公司。 本文件主要起草人：张鲁冰、叶峻、刘雨虹、孟令斌、陈晓轩、王英、凌欣、牛利伟、沈敏、常永 波、彭莉、白亭亭、刘晶晶、张正敏、袁梦、石念、余炯、沈伟林、魏丹、陈云琳、陆敏敏。 全国团体标准信息平台 T/SHIIOTA012—2025 2智能防爆巡检机器人设计指南 1范围 本文件给出了智能防爆巡检机器人在设计过程中的需求分析与设计原则以及功能设计和部件设计 需考虑的因素。 本文件适用于智能防爆巡检机器人的初步设计。 2规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本 文件。 GB/T3836.2-2021爆炸性环境第2部分：由隔爆外壳“d”保护的设备 GB/T3836.3-2021爆炸性环境第3部分：由增安型“e”保护的设备 GB3836.15-2024爆炸性环境第15部分：电气装置设计、选型、安装规范 GB/T12643-2025机器人词汇 GB/T26950.1-2011防爆工业车辆第1部分：蓄电池工业车辆 3术语和定义、缩略语 3.1术语和定义 GB/T12643-2025、GB/T26950.1-2011界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1.1 机器人robot 具有一定自主能力，执行运动、操作或定位的可编程机构。 [来源：GB/T12643-2025,3.1] 3.1.2 爆炸性环境explosiveatmospheres 可能发生爆炸的环境。 [来源：GB/T26950.1-2011，3.2] 3.1.3 防爆explosion-proof 预防爆炸的发生和爆炸发生后减小危害程度的技术。 3.1.4 智能防爆巡检机器人intelligentexplosion-proofinspectionrobot 一种专为爆炸性环境中执行巡检任务而设计的具有防爆、导航定位、智能感知、智能数据分析、智 能预警等功能的特种机器人。 3.2缩略语 下列缩略语适用于本文件。 BMS：电池管理系统BatteryManagementSystem IMU：惯性测量单元InertialMeasurementUnit 4需求分析与设计原则 4.1需求分析 全国团体标准信息平台 T/SHIIOTA012—2025 34.1.1概述 基于场景应用进行需求分析可作为智能防爆巡检机器人设计的输入依据，具体包括环境与防爆需求、 巡检任务需求、智能化需求、安全与可靠性需求等。 4.1.2环境与防爆需求 环境与防爆需求分析包括但不限于： ——爆炸性环境分析：识别目标场景中爆炸性环境的类型（参考5.2.2），可据此进行防爆功 能设计（参考5.2.3）； ——其他环境分析：评估环境的温度、湿度、腐蚀性、地形复杂度等条件，可据此进行防爆和作 业功能设计； ——电磁环境分析：评估作业区域的电磁干扰强度对机器人通信与传感系统的影响，可据此进行 无线通信系统和智能传感器的抗电磁干扰设计。 4.1.3巡检任务需求 巡检任务需求分析包括但不限于： ——定位与导航功能分析：明确机器人的定位精度、复杂环境下的鲁棒性、系统可靠性及多机协 同要求，可据此进行定位导航系统与相关传感器设计； ——巡检目标分析：明确机器人的检测对象（如特定气体、温度、图像、声音、目标物等）及其 特征，可据此进行传感器（信息采集设备）的选项和设计； ——性能指标分析：明确巡检任务有关的信息处理精度、响应效率等要求，可据此进行部件设计 和选型； ——工作模式分析：明确自主、远程或协同作业的比例和要求，以确定信息传输、端云协同（云、 端分别处理哪些信息）等技术选型。 4.1.4智能化需求 智能化需求分析包括但不限于： ——智能感知与识别能力分析：明确对巡检目标（如仪表读数、设备状态、气体泄漏源、异常声 音、温度分布、入侵物等），可据此进行智能化技术（如自动检测、识别与分类）的准确率、 置信度及响应速度等指标的设置； ——自主决策与规划能力分析：明确机器人在复杂或动态环境中的作业要求，可据此设置自主决 策与规划能力的性能要求； ——自适应能力分析：明确机器人系统通过场景数据或运行数据进行自学习或模型优化以提升巡 检效率与准确性的能力要求； ——人机智能交互能力分析：明确机器人支持的自然语言交互、指令理解、任务示教、协同标注 等人机交互模式与性能要求。 4.1.5安全与可靠性需求 安全与可靠性需求分析应包括但不限于： ——防爆安全分析：依据环境需求，确定机器人整体及各部件的防爆等级、保护类型（参考 GB/T3836.2-2021和GB/T3836.3-2021）和温度组别（T组别）要求； ——应急处理分析：识别可能的风险，考虑相应的安全风险应急处理相关功能（如急停、自主避 障、灾难处置）的设计； ——信息安全分析：综合评估信息安全需求（如敏感数据处理、数据安全传输等），进行通信加 密、身份认证、访问控制及数据保护等信息安全设计； ——可靠性要求分析：根据作业环境、巡检任务等设计机器人平均无故障工作时间、可用性、可 维护性等方面的目标及其实现技术。 4.2设计原则 4.2.1环境适应性 全国团体标准信息平台 T/SHIIOTA012—2025 4基于工作环境的高风险性，根据具体环境要求进行智能防爆巡检机器人的功能设计，以确保机器人 能在不同环境下正常工作。 4.2.2本质安全性 重点考虑智能防爆巡检机器人的本质安全性，主要包括机械安全（如防爆结构、运动防护）和电气 安全（如防爆电路、过载保护）等。 4.2.3信息安全保护 重点考虑系统的通信安全、信息保护等信息安全能力，以实现信息安全保护目的。 4.2.4功能完整性 系统考虑智能防爆巡检机器人的功能完整性，核心功能包括巡检作业功能、防爆功能、智能感知与 分析功能、通信功能、电池管理功能等。 4.2.5智能化 智能化是智能防爆巡检机器人的核心能力，采用先进智能技术以提升机器人的各项功能，如自主导 航、智能分析、自主决策、故障诊断、智能交互等。 5功能设计 5.1巡检作业功能 5.1.1概述 巡检作业需要实现对机器人的定位、导航、运动控制等基础功能的实现，还需要配合防爆机器人所 携带的传感器对气体、图像等检测对象进行实时分析、采集和处理。 5.1.2定位 5.1.2.1定位的目的是确定机器人在环境地图中的位置，通过安装在机器人上的内部传感器或者外部 传感器感知机器人自身状态以及外部环境。 5.1.2.2机器人定位是通过环境感知信息（如视觉数据、激光雷达数据等）和里程计与IMU的位姿数 据等多源信息融合实现在已