【甬派】“宁波造”高空作业机器人，全国多地“抢”着要

发布：2025-01-20

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茹浩磊最近有点小忙，邀约不断，全国各地出差。

上周刚从郑州出差回来，下周又要去上海，接下来还要去连云港……年关将至，他和团队却行程满满，马不停蹄。

这种忙，充实又喜悦。

“这些天，来对接洽谈的很多，都拜这些‘蜘蛛侠’所赐。”在中国科学院宁波材料所一间实验室里，茹浩磊指着一旁攀附在曲面垂直钢板上的各种款式爬壁机器人。

茹浩磊是该所机器人视觉技术团队高级工程师、高空作业机器人项目负责人。

几个轮子或是两条履带，上面搭配一个平台，外加多个传感器，吸附在垂直的钢板上。乍一看，其貌不扬。

心里正犯嘀咕，其中一款机器人突然动起来，在垂直的钢板上，以不紧不慢的速度随意转向，游走自如。

“不同复杂钢结构应用场景，都能顺利攀爬上去。”一旁操作的工程师苏阔说，前些天，他们正是带着这款爬壁机器人去了郑州高铁站，现场对高铁风雨棚钢结构立柱进行测试工作。

“为什么它不会掉下来？”

“在钢结构立面作业时，爬壁机器人会不会意外坠落，以及作业是否安全可靠，是研发时必须优先考虑的问题。目前金属立面作业基本采用磁吸附方式。在断电等极端情况下，采用永磁吸附技术能保证机器人不会轻易坠落。”苏阔解释。

不只是爬壁，这款机器人最终还能实现负重爬行、障碍物识别与避障、功能检测、高精度定位等功能。

“我们开发的检测机器人，搭载高清摄像头传感器以及我们自主研发的缺陷识别软件，”研究员肖江剑说，“当捕捉到高空钢结构表面微小的漆面裂痕、锈蚀等缺陷时，就会通过激光定位系统进行标记和数据回传，便于后续的维修作业。”

国内高铁风雨棚立柱的直径一般在一米左右，多为金属材质，受风吹日晒以及雨水的腐蚀，一旦外部涂层有损坏，会存在不同程度的安全隐患。

一直以来，这种立柱的维护都是用传统方式，主要靠人工操作，需要先搭建传统脚手架，工人再攀高作业，不仅有安全风险，而且耗时长、占用轨道、施工周期长，痛点不少。

“用我们这款三轮曲面自适应清洗机器人，装备多模态感知系统、激光除锈设备，可应对不规则复杂曲面、空间折角等表面除锈去漆作业，这些脏活累活，都可以轻松搞定。”茹浩磊自信满满。

除了曲面自适应清洗机器人，垂直曲面钢板上，还挂着磁力爬壁检测机器人、三轮曲面自适应清洗机器人和曲面自适应柔性履带爬壁机器人。

“都是已经研发定型的，每一款都有自己的应用场景。”茹浩磊介绍。

比如，跨海大桥、船舶外板、大型储罐、风电塔筒等各种不同尺寸、不同结构的装置检测维修。“接下来，我们还要去挑战复杂的核电站核岛穹顶内壁污渍清理作业。”

为什么研发这些机器人？

团队研发能爬壁的高空作业机器人，起初，源于宁波本地一家企业对船舶开展检测除锈的需求。

“后来发现，它应用场景太大了。”茹浩磊说。

全国各地，尤其是滨海的浙江宁波，钢结构桥梁、风电塔、化工储罐、船舶、核电等大型金属立面，量大面广。这些设施的高空作业场景，对机器人在立面作业中的可靠性、安全性和作业效率的要求逐年升高，传统人工作业模式已无法满足钢结构作业要求，还大大限制了高空作业的高效性和精准性。

需求和痛点，就是创新着力点。

茹浩磊表示，随着工业自动化和智能化的发展，高空作业机器人结合多传感器融合技术，通过AI驱动赋能为钢结构的高空作业提供了更可靠和高效的解决方案，通过机器人与人类协能作业，共同承担繁重任务。

两年多时间里，研发团队面临资源有限、经费短缺、人才不足等困难和挑战，围绕钢结构下高空作业机器人的负载力、自主导航、高效避障等持续攻坚，取得了多项成果，研发出最大负载50公斤高空作业机器人，可实现最小800毫米直径的立柱爬行。

“这段时间，不少企业和单位来联系，给了我们不少信心。接下来，我们还将前往连云港，挑战复杂的核电站核岛穹顶内壁污渍清理作业。”茹浩磊透露。

这些测试场景，有利于机器人持续升级。

“还有很多工作要做，不断提升在极端环境和危险任务中的操作性能，适配更多工作场景，加快推进成果转化。” 茹浩磊说，“未来研发上，我们要实现更加智能化、轻量化、紧凑化、低成本化，使用户有更好的体验。”

正聊着，实验室内，又传来了机器的声响——它又上墙了，正飞檐走壁。