【甬派】“寧波造”高空作業(yè)機(jī)器人，全國多地“搶”著要
茹浩磊最近有點(diǎn)小忙，邀約不斷，全國各地出差。
上周剛從鄭州出差回來，下周又要去上海，接下來還要去連云港……年關(guān)將至，他和團(tuán)隊(duì)卻行程滿滿，馬不停蹄。
這種忙，充實(shí)又喜悅。
“這些天，來對接洽談的很多，都拜這些‘蜘蛛俠’所賜。”在中國科學(xué)院寧波材料所一間實(shí)驗(yàn)室里，茹浩磊指著一旁攀附在曲面垂直鋼板上的各種款式爬壁機(jī)器人。
茹浩磊是該所機(jī)器人視覺技術(shù)團(tuán)隊(duì)高級工程師、高空作業(yè)機(jī)器人項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。
幾個(gè)輪子或是兩條履帶，上面搭配一個(gè)平臺，外加多個(gè)傳感器，吸附在垂直的鋼板上。乍一看，其貌不揚(yáng)。
心里正犯嘀咕，其中一款機(jī)器人突然動起來，在垂直的鋼板上，以不緊不慢的速度隨意轉(zhuǎn)向，游走自如。
“不同復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用場景，都能順利攀爬上去。”一旁操作的工程師蘇闊說，前些天，他們正是帶著這款爬壁機(jī)器人去了鄭州高鐵站，現(xiàn)場對高鐵風(fēng)雨棚鋼結(jié)構(gòu)立柱進(jìn)行測試工作。
“為什么它不會掉下來？”
“在鋼結(jié)構(gòu)立面作業(yè)時(shí)，爬壁機(jī)器人會不會意外墜落，以及作業(yè)是否安全可靠，是研發(fā)時(shí)必須優(yōu)先考慮的問題。目前金屬立面作業(yè)基本采用磁吸附方式。在斷電等極端情況下，采用永磁吸附技術(shù)能保證機(jī)器人不會輕易墜落?！碧K闊解釋。
不只是爬壁，這款機(jī)器人最終還能實(shí)現(xiàn)負(fù)重爬行、障礙物識別與避障、功能檢測、高精度定位等功能。
“我們開發(fā)的檢測機(jī)器人，搭載高清攝像頭傳感器以及我們自主研發(fā)的缺陷識別軟件，”研究員肖江劍說，“當(dāng)捕捉到高空鋼結(jié)構(gòu)表面微小的漆面裂痕、銹蝕等缺陷時(shí)，就會通過激光定位系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)記和數(shù)據(jù)回傳，便于后續(xù)的維修作業(yè)?！?/p>
國內(nèi)高鐵風(fēng)雨棚立柱的直徑一般在一米左右，多為金屬材質(zhì)，受風(fēng)吹日曬以及雨水的腐蝕，一旦外部涂層有損壞，會存在不同程度的安全隱患。
一直以來，這種立柱的維護(hù)都是用傳統(tǒng)方式，主要靠人工操作，需要先搭建傳統(tǒng)腳手架，工人再攀高作業(yè)，不僅有安全風(fēng)險(xiǎn)，而且耗時(shí)長、占用軌道、施工周期長，痛點(diǎn)不少。
“用我們這款三輪曲面自適應(yīng)清洗機(jī)器人，裝備多模態(tài)感知系統(tǒng)、激光除銹設(shè)備，可應(yīng)對不規(guī)則復(fù)雜曲面、空間折角等表面除銹去漆作業(yè)，這些臟活累活，都可以輕松搞定?！比愫评谧孕艥M滿。
除了曲面自適應(yīng)清洗機(jī)器人，垂直曲面鋼板上，還掛著磁力爬壁檢測機(jī)器人、三輪曲面自適應(yīng)清洗機(jī)器人和曲面自適應(yīng)柔性履帶爬壁機(jī)器人。
“都是已經(jīng)研發(fā)定型的，每一款都有自己的應(yīng)用場景?！比愫评诮榻B。
比如，跨海大橋、船舶外板、大型儲罐、風(fēng)電塔筒等各種不同尺寸、不同結(jié)構(gòu)的裝置檢測維修?！敖酉聛?，我們還要去挑戰(zhàn)復(fù)雜的核電站核島穹頂內(nèi)壁污漬清理作業(yè)?！?/p>
為什么研發(fā)這些機(jī)器人？
團(tuán)隊(duì)研發(fā)能爬壁的高空作業(yè)機(jī)器人，起初，源于寧波本地一家企業(yè)對船舶開展檢測除銹的需求。
“后來發(fā)現(xiàn)，它應(yīng)用場景太大了。”茹浩磊說。
全國各地，尤其是濱海的浙江寧波，鋼結(jié)構(gòu)橋梁、風(fēng)電塔、化工儲罐、船舶、核電等大型金屬立面，量大面廣。這些設(shè)施的高空作業(yè)場景，對機(jī)器人在立面作業(yè)中的可靠性、安全性和作業(yè)效率的要求逐年升高，傳統(tǒng)人工作業(yè)模式已無法滿足鋼結(jié)構(gòu)作業(yè)要求，還大大限制了高空作業(yè)的高效性和精準(zhǔn)性。
需求和痛點(diǎn)，就是創(chuàng)新著力點(diǎn)。
茹浩磊表示，隨著工業(yè)自動化和智能化的發(fā)展，高空作業(yè)機(jī)器人結(jié)合多傳感器融合技術(shù)，通過AI驅(qū)動賦能為鋼結(jié)構(gòu)的高空作業(yè)提供了更可靠和高效的解決方案，通過機(jī)器人與人類協(xié)能作業(yè)，共同承擔(dān)繁重任務(wù)。
兩年多時(shí)間里，研發(fā)團(tuán)隊(duì)面臨資源有限、經(jīng)費(fèi)短缺、人才不足等困難和挑戰(zhàn)，圍繞鋼結(jié)構(gòu)下高空作業(yè)機(jī)器人的負(fù)載力、自主導(dǎo)航、高效避障等持續(xù)攻堅(jiān)，取得了多項(xiàng)成果，研發(fā)出最大負(fù)載50公斤高空作業(yè)機(jī)器人，可實(shí)現(xiàn)最小800毫米直徑的立柱爬行。
“這段時(shí)間，不少企業(yè)和單位來聯(lián)系，給了我們不少信心。接下來，我們還將前往連云港，挑戰(zhàn)復(fù)雜的核電站核島穹頂內(nèi)壁污漬清理作業(yè)。”茹浩磊透露。
這些測試場景，有利于機(jī)器人持續(xù)升級。
“還有很多工作要做，不斷提升在極端環(huán)境和危險(xiǎn)任務(wù)中的操作性能，適配更多工作場景，加快推進(jìn)成果轉(zhuǎn)化。” 茹浩磊說，“未來研發(fā)上，我們要實(shí)現(xiàn)更加智能化、輕量化、緊湊化、低成本化，使用戶有更好的體驗(yàn)?！?/p>
正聊著，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，又傳來了機(jī)器的聲響——它又上墻了，正飛檐走壁。
（原文發(fā)布于2025年1月17日甬派客戶端）
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