【中國智能制造網 名家論談】中國是主要的風電市場,擁有10萬臺風電設備。這些設備是真正意義上的龐然大物,以起到支撐作用的設備主體部位塔筒為例,它的直徑都在3、4米左右,高度在70、80米左右。
作為風機的主要支撐裝備,塔筒經多年運行表面需要清洗維護。目前塔筒的清洗和維護工作仍然采用傳統的人工作業方式——“蜘蛛人”,這種工作方法存在安全隱患,且勞動強度大、施工周期長、成本高。而使用機器人代替手工作業的情況幾乎沒有,塔筒清洗機器人屬于制造空白。
北京史河科技研發了一款塔筒清洗機器人,它由左右履帶和中間連接結構組成。履帶由多個強磁鐵排列而成,通過強磁吸附在金屬塔筒表面。操作者可以通過無線電遙控器控制左右履帶進行上下移動或是拐彎,配合機器清洗工具,從而完成塔筒表面的清洗作業。
史河科技創始人邵萌告訴記者,磁吸附技術看似很簡單,但是想要在塔筒上安全作業需要克服曲面移動和轉向兩大問題。自去年5月開始研發至今,史河科技完成了三代樣機的迭代,第三代機器人終于可以在金屬垂直曲面墻壁爬行和轉向。
想要實現在曲面爬行,底盤中間一定是要可折疊的。為此邵萌團隊在第二代樣機中使用了鉸鏈連接左右履帶,機器人可以在磁吸附力下自適應不同曲率的曲面。不過這款機器人終究是依靠磁鐵吸附在壁面上,為了保證每個磁鐵給予足夠的吸附力,所以曲面的曲率不能太大,圓筒直徑要大于2.5米。
不過第二代樣機依然沒有解決轉彎的問題。為了實現機器人可以在異面直線上進行攀附,邵萌團隊將連接鉸鏈換成了具有兩自由度的鉸鏈,這樣機器人就可以沿著曲面直上直下行走,并進行小角度的轉彎。但是由于機器人的自重以及未來負重會較大,因此轉彎角度和速度都有限制,如果轉彎角度太大或是速度太高,那么異面直線夾角也太大,接觸面減小吸附力減小,機器人容易從壁面掉下來。
再解決了曲面攀爬和轉彎問題后,史河科技還對其他技術細節進行了改進。比如為了不對壁面造成破壞,每個磁鐵塊上配備了兩個聚酯纖維制成的小滾輪,小滾輪和壁面直接接觸,不會對壁面造成破壞(磁鐵雖然和壁面有一定間隙,但是依然會產生磁吸附力)。另外,每個磁鐵在縱向有10mm的伸縮性,也就是說當遇到金屬焊縫等障礙物時,爬壁機器人可以順利通過。
根據邵萌介紹,第三代爬壁機器人樣機可負重50Kg。根據實驗數據,機器人的爬行速度約為10米/分鐘,理論上4小時可以完成一個風機塔筒的清洗,替代5-6個人力。不過第三代爬壁機器人還不具備清洗功能,邵萌告訴36氪,清洗部件的設計正在進行中。
未來當產品成熟后,將主要以設備租賃方式提供給風電場或是塔筒維護商。不過風電設備維護爬壁機器人的市場容量經測算其實并不大。數據顯示2015年全國新增安裝風電機組近2萬臺,累計安裝風電機組近10萬臺。如果每根塔筒的清洗費用為千元,每年清洗一次,那么市場容量也僅為1億元。
針對市場容量不夠大的問題,邵萌表示也在考慮將這項機器人爬壁技術應用在其他場景中,比如對火電廠冷卻塔的清洗、對油罐車內壁的清洗等。
史河科技正在尋求首輪百萬元左右的融資,用于產品開發和市場推廣。團隊方面,總負責人邵萌,研究生就讀于清華精密儀器系,2014年畢業后進入京東方從事OLED顯示面板驅動芯片開發工作。硬件系統負責人,王志超,北航自動化博士,曾參與多個項目的電路設計審核工作。市場負責人,崔濤,曾任百度大區總監,工作經驗5年。
北京史河科技研發了一款塔筒清洗機器人,它由左右履帶和中間連接結構組成。履帶由多個強磁鐵排列而成,通過強磁吸附在金屬塔筒表面。操作者可以通過無線電遙控器控制左右履帶進行上下移動或是拐彎,配合機器清洗工具,從而完成塔筒表面的清洗作業。
原標題:葉蔭宇:國內機器人商業應用的瓶頸不是性能,而是通盤調配能力
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