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北京史河科技推出风电塔筒机器人

人气:     时间:  2017/8/2 17:31:15

中国是全球最主要的风电市场,拥有10万台风电设备。这些设备是真正意义上的庞然大物,以起到支撑作用的设备主体部位塔筒为例,它的直径都在3、4米左右,高度在70、80米左右。

作为风机的主要支撑装备,塔筒经多年运行表面需要清洗维护。目前塔筒的清洗和维护工作仍然采用传统的人工作业方式——“蜘蛛人”,这种工作方法存在安全隐患,且劳动强度大、施工周期长、成本高。而使用机器人代替手工作业的情况几乎没有,塔筒清洗机器人属于制造空白。

北京史河科技研发了一款塔筒清洗机器人,它由左右履带和中间连接结构组成。履带由多个强磁铁排列而成,通过强磁吸附在金属塔筒表面。操作者可以通过无线电遥控器控制左右履带进行上下移动或是拐弯,配合机器清洗工具,从而完成塔筒表面的清洗作业。史河科技创始人邵萌告诉36氪,磁吸附技术看似很简单,但是想要在塔筒灯上安全作业需要克服曲面移动和转向两大问题。自去年5月开始研发至今,史河科技完成了三代样机的迭代,第三代机器人终于可以在金属垂直曲面墙壁爬行和转向。

想要实现在曲面爬行,底盘中间一定是要可折叠的。为此邵萌团队在第二代样机中使用了铰链连接左右履带,机器人可以在磁吸附力下自适应不同曲率的曲面。不过这款机器人终究是依靠磁铁吸附在壁面上,为了保证每个磁铁给予足够的吸附力,所以曲面的曲率不能太大,圆筒直径要大于2.5米。

不过第二代样机依然没有解决转弯的问题。为了实现机器人可以在异面直线上进行攀附,邵萌团队将连接铰链换成了具有两自由度的铰链,这样机器人就可以沿着曲面直上直下行走,并进行小角度的转弯。但是由于机器人的自重以及未来负重会较大,因此转弯角度和速度都有限制,如果转弯角度太大或是速度太高,那么异面直线夹角也太大,接触面减小吸附力减小,机器人容易从壁面掉下来。

再解决了曲面攀爬和转弯问题后,史河科技还对其他技术细节进行了改进。比如为了不对壁面造成破坏,每个磁铁块上配备了两个聚酯纤维制成的小滚轮,小滚轮和壁面直接接触,不会对壁面造成破坏(磁铁虽然和壁面有一定间隙,但是依然会产生磁吸附力)。另外,每个磁铁在纵向有10mm的伸缩性,也就是说当遇到金属焊缝等障碍物时,爬壁机器人可以顺利通过。

根据邵萌介绍,第三代爬壁机器人样机可负重50Kg。根据实验数据,机器人的爬行速度约为10米/分钟,理论上4小时可以完成一个风机塔筒的清洗,替代5-6个人力。不过第三代爬壁机器人还不具备清洗功能,邵萌告诉36氪,清洗部件的设计正在进行中。

 
 
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