如今,机器人作为人工智能的技术的硬件形态,将工业劳动人们从低级劳动中例释放和替代,而爬壁机器人作为特种机器人逐渐成为替代人类危险作业的主力军,是整个机器人行业发展的未来趋向标志之一。
船舶除锈就像“卸妆”,只有处理好钢材表面,使被涂物表面光滑、清洁、增加涂料与被涂物面的附着能力,才能使涂层达到预期的保护效果,充分发挥涂料的抗腐蚀性能,以此延长船舶的使用寿命。
“能不能研发一款高空作业机器人,用来替代人力?”2018年,史河科技创始人兼CEO许华旸将目标锁定高空作业领域,开始着手从事高空机器人研究。第一款产品的定位,他选择了当时在国内尚属空白的船舶除锈机器人。
如何让机器人在曲面上吸得住、走得动?很快,许华旸想出了磁吸附的办法。但如果吸力太大,机器人无法灵活移动甚至会彻底“趴窝”;吸力不足,则会引发机器人打滑甚至坠机。为了适配吸附力、驱动力和重力三者之间的关系,许华旸和他的团队整整花了一年多的时间来反复研究。
第一台样机研制成功,新的难题接踵而至。想要知道样机存在哪些问题,就必须找到真正的船舶作为机器人“试验场”,现场进行实战测试。“我们这个产品虽然还处于测试阶段,将来如果产品做出来,你们采购或租用的时候可以享受最优惠服务。”通过这样的方式,他总算费尽心力找到了高空机器人的“试验场”。
带领团队攻克了曲面适应强磁吸附行走技术、立面空间机器人定位导航算法、多元化爬壁技术、超高压水射流等多项关键技术难题后,2020年6月,第一代船舶除锈高空机器人正式推出,成功填补了国内产品空白。
船厂工人们一根绳、一块坐板、一个水桶、一瓶玻璃水、一个清洁刷,一个强劲的吸盘,再加上一个安全帽,站在几十米的高空车上手持设备,为锈迹斑斑的船体除锈。这种除锈方式不仅除锈效率慢,导致船坞利用效率低,维修时间长、劳动强度大,且高空作业具有一定的安全隐患。
然而除锈爬壁机器人的出现改变了这一现状,机器人由钢铁打造的“身躯”可以使其在强风的侵扰下进行高强度作业,操作员仅需站在平台上就可以远程操控,解决传统的船舶除锈工作效率低,高空作业风险大的问题。
别看除锈爬壁机器人身材娇小,它可是有着大能量能够“飞檐走壁”,担负起一艘全长近400米,高约74米的巨大船舶的除锈清洗作业,效率相当于至少6个人同步作业,连续工作90多个小时,除锈过程中对废水漆渣锈渣进行回收,为传统的船舶修造业带来了安全环保的除锈方式,同时也为那些奋斗在一线的施工人员,提供了安全保障。
此外,除锈爬壁机器人采用超高压水射流除锈技术代替传统喷砂除锈工艺,利用超高压水射流巨大的打击能力,可以轻易地将顽固锈迹打掉,同时采用旋转的喷水将水射流,均匀地打在船壁表面,能够避免因水压过大磨损船舶,采用超高压水射流除锈技术,能够解决喷砂除锈时造成的环境污染、砂料无法回、粉尘、噪音等问题,因其是以水为清洗介质,相比喷砂除锈投入成本更低。
目前,除锈爬壁机器人也慢慢融入到了各大船厂的工作常态中。2022年服贸会上,史河科技相关工作人员表示,其公司自主研发的船舶除锈机器人已服务包括中船、中远、招商系统内的50余家大型修造船厂,累计完成超400艘十万吨级以上货轮除锈作业。
今年5月18日,为期4天的第七届世界智能大会在天津隆重开幕,彼合彼方机器人有限公司(简称“彼合彼方”)的六款智能爬壁机器人齐上阵。它们给参会人员留下了深刻的印象,也在世界舞台上展现出了中国爬壁机器人的强大实力。
大会上,彼合彼方亮相的六款机器人分别是高压水回收除锈机器人、多功能防腐作业机器人、小型多功能机器人、水下除海生物机器人、机械臂式除锈机器人和货舱清洗机器人。其中五款外观上的优化升级让观众眼前一亮。
同时,在产品的实用性上,六款爬壁机器人在曲面适应性、多机协同作业与作业效果、稳定安全性上几乎无可挑剔。“机器人+智能系统”的创新方案均采用模块化设计,能够满足客户多样化需求,也极大地提高了产品工作及维护效率。
“如今,我国大多数船厂仍处于机械化的阶段,而且有大量的手工的作业。有数据统计,我国的大型骨干船厂的整体自动化的比例仅有38%左右。所以说我们要认清造船业在机器人领域的发展情况,我们船舶行业距离全面实现自动化,乃至数字化、智能化还有很长的路要走。”招商局重工(深圳)有限公司/友联船厂(蛇口)有限公司绿色科技事业部副总经理刘鹤通说。
清华大学机械学院研究员关立文表示,机器人技术和智能感知控制技术能够赋能船舶行业,突破核心智能装备和关键技术,促进船舶行业由传统作业模式向自动化、数字化和智能化转型升级,才能提高我国船舶产业制造能力和发展水平。
江苏自动化研究所机器人事业部高级工程师王兴华也指出,船舶修造企业在机器人应用方面,应发挥科研国家队优势,打造船厂智能化新装备,推动船舶造修加速迈向“智造时代”。
“未来,我们将陆续攻克大型承压设备爬壁机器人吸附、越障等多项关键技术,创建拥有自主知识产权的技术体系。”许华旸说。
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