从风电塔筒清洗业务切入史河科技推出曲面自适应磁吸附爬壁机器人
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。目前塔筒的清洗和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。
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,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,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(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。
未来当产品成熟后,将主要以设备租赁方式提供给风电场或是塔筒商。不过风电设备爬壁机器人的市场容量经测算其实并不大。数据显示2015年全国新增安装风电机组近2万台,累计安装风电机组近10万台。如果每根塔筒的清洗费用为千元,每年清洗一次,那么市场容量也仅为1亿元。
针对市场容量不够大的问题,邵萌表示也在考虑将这项机器人爬壁技术应用在其他场景中,比如对火电厂冷却塔的清洗、对油罐车内壁的清洗等。
史河科技正在寻求首轮百万元左右的融资,用于产品开发和市场推广。团队方面,总负责人邵萌,研究生就读于精密仪器系,2014年毕业后进入京东方从事OLED显示面板驱动芯片开发工作。硬件系统负责人,超,北航自动化博士,曾参与多个项目的电设计审核工作。市场负责人,崔涛,曾任百度大区总监,工作经验5年。