场景与用户
确认大管道隧道、地下水网、排水、综合管廊等内部任务和禁止条件。
DESIGN FOR RECOVERY
机械设计，从任务失败开始
每一条筋位、开口、接口和材料选择都必须回答：它保护什么、如何制造、怎样维修、如何验证。中心兼具研发、样机、评审和课程功能。
INDUSTRIAL DESIGN
造型必须解释工程
球形防撞笼表达可碰撞、可翻滚恢复、无锐边和可回收；中央任务舱集中低照度/夜视、红外热像、深度与专用气体传感。PG-X 载荷位预留灭火介质和绝缘带接口，但不作为当前已验证能力。
S0 方向已定S1 架构进行中S2–S4 待证据
DESIGN LOGIC
工业设计八步
沿用源 PDF 的研究—多方案—选型—形态演进—CAD—场景表达方法，但不继承 RailGuard 的任何参数。
产品语义
以球形防护表达碰撞容错、翻滚恢复、无锐边、旋翼隔离和回收。
架构与包络
先冻结旋翼安全区、重心、电池、传感、照明、气体采样和载荷接口。
感知布局
夜视、热像、深度和气体传感互不遮挡，并控制热源、反光、水雾和尾流。
人机与维护
戴手套可操作、方向防呆、模块快拆、井口抓取、去污和故障标识。
CMF 与安全识别
深灰/黑耐污，橙色标识危险、抓取和维护触点；最终品牌与 VI 后续冻结。
DFM / DFA
把分型、壁厚、拔模、公差、紧固件、装配顺序、检具和供应链写进设计。
原型与证据冻结
P0 包络 → P1 工程样机 → P2 小批量；每一轮以测试结果更新造型和接口。
DESIGN STATUS
产品当前做到哪里
阶段标签服务网站、PPT、手册和申报材料；没有对应证据，不升级状态。
| 阶段 | 当前状态 | 已有输出 | 下一道门 |
|---|---|---|---|
| S0 | 方向已确定 | 球形防撞、多模态感知、井口回收、模块载荷 | 场景与禁止条件确认 |
| S1 | 架构进行中 | 系统框图、模块边界、初步包络 | ICD、质量/功耗/重心预算 |
| S2 | 未冻结 | 需完成 CAD、结构/气动/热/密封、CMF、DFMEA | PDR / CDR |
| S3 | 未验证 | 尚无可引用工程样机性能 | P0/P1 与碰撞/管内/回收试验 |
| S4 | 未开始 | DFM、认证、试点和量产待完成 | G5/G6 客户与合规证据 |
BENCHMARK → DESIGN INPUT
把 S300 与 THS-04 参数转成工程输入
外部产品用于设定候选区间和试验问题，不代表 PipeGuardian 已达到同等性能；冻结参数前必须完成场景测量、质量/功耗预算与重复试验。
| 设计维度 | 公开样本 | PipeGuardian P1 候选目标 | 冻结前验证门 |
|---|---|---|---|
| 防护与包络 | S300：360°球形防护笼；THS-04：涵道四旋翼与全向防护，媒体报道最大尺寸 450 mm | 可更换球形/近球形笼；目标最大包络 ≤400 mm，并按入口与最小转弯包络复核 | 10 方向 × 3 速度碰撞、翻滚恢复、旋翼净空、实际井口与弯头通过 |
| 续航与载荷 | S300 官方产品页标称悬停 15 min；THS-04 媒体报道有效续航 ≥25 min、载荷 1 kg | 标准载荷任务目标 ≥18 min；减载伸展目标 ≥25 min；标准任务载荷 0.25–0.5 kg，1 kg 另设重载平台评估 | 全照明、全计算、全传感和不同载荷下的 10 次任务统计，不用空载悬停代替 |
| 定位与贴壁 | S300：LiDAR/SLAM、20–300 cm 定距；THS-04：无 GPS 自主巡检与厘米级定位为企业/媒体口径 | 905 nm Class 1 LiDAR 候选，点频基线 ≥200k pts/s；0.2–3 m 管壁保持作为独立控制模式 | 长直、湿壁、粉尘/水雾、重复纹理下的漂移、退化报警和安全接管 |
| 低光与热像 | S300：4K 低照度相机、约 10,000 lm 补光、256×192 热像模块 | 4K / f≤1.8 可见光、可调光通量与 256×192 级热像作为选型基线 | 功耗/热/反光/运动模糊盲测；热像只判断温差，不替代气体结论 |
| 气体与链路 | S300 可选 CO、H₂S、O₂、CH₄ 模块和光纤链路；THS-04 强调快速换装多类传感器 | 气体舱模块化；双频无线/中继为主，光纤或系留为弱链路备份 | 标气、固定参考、下洗/气流、响应时间；拖曳、转弯、失联与回收试验 |
参数状态： 上表第三列全部是 P1 候选工程目标，不是实测规格。S300 不同官方页面存在版本差异；THS-04 数字主要来自媒体对企业的报道，采购或对外引用前均需最新签字版规格书与测试报告。
来源：用户提供的 S300 展示页 · 空中未来 S300 官方产品页 · 通号低空 THS-04 官方介绍 · 用户提供的封面新闻/今日头条报道
EIGHT STAGES
从约束到冻结
先做包络、质量、气流、视场、接口和失败模式，再做造型；先用台架发现问题，再进入真实现场。
M0 · 任务与禁止场景
管径、弯头、介质、入口、回收、消毒、法规和终止条件。
M1 · 用户与环境研究
观察井口操作、搬运、换电、清洗、卡滞和现有设备的失效。
M2 · 概念与选型矩阵
比较球形笼、环形笼、涵道、爬飞混合和系留方案，记录淘汰理由。
M3 · 数字样机与接口
Rhino/Grasshopper 探索空间与曲面；SolidWorks/Creo/Fusion 形成参数化装配、ICD、质量和功耗表。
M4 · 结构、气动、热与 FMEA
碰撞载荷、模态、管壁效应、尾流、热、电池隔离、单点故障和安全裕度。
M5 · P0/P1/P2 原型与 DFM
从包络样件到工程原型再到小批量，形成 BOM、图纸、公差、装配和检验。
M6 · 试验与相关
静态、动态、环境和任务级试验；仿真结果必须与测量相关，不只看漂亮云图。
M7 · PDR/CDR/TRR/PRR
完成设计、试验和生产评审；每次变更记录根因、影响件、验证和签字。
MECHANICAL CORE
六个工程主题
中心课程围绕真实子系统展开，课程成果直接进入项目配置库。
防撞与机架
载荷路径、能量吸收、弹性回复、旋翼净空、疲劳、牺牲件和刚度/重量比。
动力与管壁气动
电机桨匹配、推重比、尾流再吸入、近壁效应、热与续航裕度。
传感、照明与气体
低照度/夜视、补光、红外热像、深度窗口；甲烷/CO/H₂S/VOC 等专用传感器的采样、标定、响应和交叉敏感。
电池与机电接口
BMS、隔离、快拆、防反接、连接器寿命、线束应力和断电。
密封与材料
冷凝、排水、密封圈、消毒剂兼容、腐蚀、阻燃和表面处理。
回收与人机
系留点、井口导向、手套操作、搬运、去污、状态灯和维护门。
16 WEEKS · 96 HOURS
机械工程师课程
以 CDR 包、P1 原型和可复现试验结业。评价侧重工程证据，而不是渲染图。
| 阶段 | 课程 | 知识点 | 交付 |
|---|---|---|---|
| W1–2 | 任务与系统 | 受限空间、风险、需求、接口、质量/功耗预算 | 场景卡、系统框图 |
| W3–4 | 力学、材料与工艺 | 冲击、疲劳、安全系数、塑料/复材/铝/弹性体 | 笼体手算、材料矩阵 |
| W5–7 | CAD、工业设计与公差 | 参数化装配、NURBS、产品语义、CMF、人机、GD&T | 三套形态、骨架模型、接口图 |
| W8–10 | 机构、动力、感知、热与密封 | 快拆、锁止、推重比、管壁效应、夜视/热像/气体布局、冷凝、IP 方法 | 机构样件、感知/环境试验计划 |
| W11–13 | DFM、FEA、FMEA | BOM、供应商、仿真相关、失效与风险 | 成本、DFMEA、台架 |
| W14–16 | 原型、评审与交付 | DAQ、DOE、PDR/CDR/TRR、配置与装配 | P1 原型、CDR 包 |
PG-X 放行门： 灭火与绝缘模块必须单独验证介质兼容、投放轨迹、误触发、污染、静电、绝缘性能、失联状态、防爆/消防适用性和责任边界；未通过前只展示接口与预研方案。