葉片爬行機(jī)器人
2025-09-26 北京公司
1. 產(chǎn)品概述
中科啟航負(fù)壓吸附爬壁機(jī)器人是一款專為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片內(nèi)表面作業(yè)而設(shè)計(jì)的智能設(shè)備。它采用先進(jìn)的負(fù)壓吸附技術(shù)，能夠穩(wěn)定地附著在葉片內(nèi)部的壁面上，并按照預(yù)設(shè)程序或遠(yuǎn)程操控進(jìn)行移動(dòng)、視覺檢測(cè)任務(wù)。該機(jī)器人同時(shí)也可以廣泛應(yīng)用于建筑外墻維護(hù)、玻璃幕墻清潔、船舶表面檢測(cè)、核電站管道檢查等領(lǐng)域，有效提高工作效率，降低人工風(fēng)險(xiǎn)。
圖1 機(jī)器人結(jié)構(gòu)圖
在役運(yùn)行風(fēng)電機(jī)組葉片在空中停留，內(nèi)部空間狹小，有一定的傾斜角度，人工檢測(cè)和常規(guī)設(shè)備檢測(cè)很難滿足全方位、高效率、高精度缺陷檢測(cè)的需求。采用智能負(fù)壓爬壁機(jī)器人，攜帶監(jiān)測(cè)設(shè)備替代人工檢測(cè)，通過(guò)人工智能AI圖像處理可以快速排查缺陷，減少停機(jī)時(shí)間，提高檢測(cè)效率。
葉片內(nèi)部缺陷檢測(cè)采用負(fù)壓爬壁機(jī)器人攜帶高清視覺相機(jī)進(jìn)行顯性缺陷識(shí)別，進(jìn)入葉片內(nèi)部狹小空間，進(jìn)行全方位圖像采集，通過(guò)人工智能AI圖像處理平臺(tái)進(jìn)行缺陷識(shí)別，實(shí)時(shí)檢測(cè)與告警，并自動(dòng)出具檢測(cè)報(bào)告。
2. 工作原理
機(jī)器人通過(guò)內(nèi)置的真空泵在機(jī)體與壁面之間形成負(fù)壓區(qū)域，利用大氣壓力將機(jī)器人緊緊壓附在壁面上。負(fù)壓風(fēng)機(jī)持續(xù)工作，以維持穩(wěn)定的負(fù)壓值，確保吸附力始終大于機(jī)器人自身重力及作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的外力。同時(shí)，機(jī)器人配備了高精度的壓力傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)負(fù)壓值，并反饋給控制系統(tǒng)，以便及時(shí)調(diào)整真空泵的功率，保證吸附的穩(wěn)定性。在移動(dòng)過(guò)程中，機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)輪或履帶在壁面上滾動(dòng)，通過(guò)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)速控制實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎等動(dòng)作。爬壁機(jī)器人采用負(fù)壓吸附方式，在葉片內(nèi)部腹板上行走，攜帶兩臺(tái)高清云臺(tái)相機(jī)，實(shí)現(xiàn)葉片內(nèi)部視覺巡檢，實(shí)時(shí)進(jìn)行圖像采集，通過(guò)無(wú)線方式傳送數(shù)據(jù)到控制平臺(tái)進(jìn)行圖像處理，通過(guò)AI圖像處理算法進(jìn)行缺陷預(yù)警，檢測(cè)結(jié)束可以自動(dòng)生成測(cè)試報(bào)告。
3. 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)
爬壁機(jī)器人由機(jī)器人、控制平臺(tái)、便攜式供電裝置三部分組成，機(jī)器人可以采用本體電池供電(24VDC 、300W），也可以采用供電裝置供電線纜供（220VAC,300W)。
控制臺(tái) 機(jī)器人 供電裝置
圖2 設(shè)備組成
4. 葉片識(shí)別缺陷種類
視覺巡檢可以識(shí)別的缺陷：葉片蒙皮透光、主梁發(fā)白、褶皺、主梁開裂、修補(bǔ)檢測(cè)等。
葉片蒙皮透光（關(guān)閉補(bǔ)光巡檢）
葉片主梁發(fā)白
葉片褶皺
主梁腹板開裂
修補(bǔ)檢測(cè)
圖4缺陷圖片
5. 操作方法
.風(fēng)機(jī)作業(yè)流程說(shuō)明
1) 要做葉片巡檢機(jī)組處在停機(jī)維護(hù)作業(yè)狀態(tài)，運(yùn)維人員攜帶機(jī)器人和供電裝置到達(dá)機(jī)艙內(nèi)，對(duì)風(fēng)電機(jī)組葉輪進(jìn)行機(jī)械鎖定，可以鎖定在Y字形或某一只巡檢葉片處在水平狀態(tài)。
2) 人員攜帶設(shè)備和機(jī)器進(jìn)入輪轂內(nèi)部，打開葉片擋板維護(hù)孔，進(jìn)入葉片內(nèi)部；
3) 供電裝置接入輪轂內(nèi)的供電電源插座（220VAC），連接供電裝置電纜航空插頭到機(jī)器人本體電源接入口，并且連接供電電纜的鋼絲繩調(diào)環(huán)到機(jī)器人安全保護(hù)掛點(diǎn)，以備出現(xiàn)故障后，采用供電電纜保護(hù)裝置取回機(jī)器人。
4) 維護(hù)人員確保葉片腹板光滑平整，沒有其他線纜，如果有防雷或在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)信號(hào)線在腹板上鋪設(shè)，機(jī)器人行走路徑盡可能避開。
5) 運(yùn)維人員將機(jī)器人電源開關(guān)打開，調(diào)試控制臺(tái)與機(jī)器人通訊以及控制是否正常。正常后將機(jī)器人底盤貼合在行走表面，打開負(fù)壓控制開關(guān)，風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，機(jī)器人牢固吸附在腹板表面。
6) 控制遙控裝置（控制臺(tái)手柄）進(jìn)行視覺巡檢作業(yè)；
7) 云臺(tái)工作方式分為手動(dòng)巡檢和自動(dòng)巡檢，手動(dòng)巡檢完全采用人工控制云臺(tái)角度和焦距定焦定角度視覺巡檢；自動(dòng)巡檢云臺(tái)通過(guò)程控作業(yè)：前方云臺(tái)定角度拍攝前方行走表面路徑，提供路徑信息和行走表面和前方墻體缺陷識(shí)別，后方云臺(tái)采用±90°多個(gè)預(yù)置點(diǎn)位縮略缺陷識(shí)別，配合機(jī)器人行走完成整個(gè)腔體內(nèi)視覺巡檢作業(yè)；
8) 完成一個(gè)腔體采用同樣方法（1-7步驟）巡檢另一個(gè)腔體；
完成一支葉片采用同樣的方法巡檢另一支葉片。Y字形鎖定葉片巡檢，需要維護(hù)人員攜帶防滑墊，進(jìn)入葉片內(nèi)部，保證人員攜帶機(jī)器人到達(dá)葉片腹板位置。并且巡檢完成兩支30°朝上的葉片后，需要人員攜帶所有設(shè)備物料離開輪轂和葉片，重新打開葉輪，調(diào)整朝下一支葉片到上方后再重新進(jìn)入葉片內(nèi)部開始巡檢作業(yè)。水平鎖定葉片的機(jī)組，每次更換葉片時(shí)，都需要進(jìn)出輪轂，重新鎖定下一支葉片在水平狀態(tài)，完成三支葉片巡檢。
圖3機(jī)器人葉片內(nèi)部巡檢示意圖
葉片巡檢鎖定位置：機(jī)組停機(jī)，檢測(cè)的葉片可以鎖定在水平或30度位置進(jìn)行內(nèi)部巡檢，水平葉片鎖定只能檢測(cè)水平葉片，另外兩只不能完成檢測(cè)。
a) Y字形朝上兩支葉片可以鎖定一次葉輪巡檢完成，朝下的葉片需要調(diào)整到上方30度位置，再次鎖定葉輪做內(nèi)部巡檢。人員和監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)出輪轂二次。
b) 水平鎖定葉輪做內(nèi)部視覺監(jiān)測(cè)，需要每支葉片都要鎖定在水平位置，三只葉片需要鎖定三次葉輪，人員和監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)出輪轂三次。