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我院张建华教授团队研发重载爬壁机器人在乌东德水电站实现应用

近日,机械工程学院张建华教授团队研发的重载作业型爬壁机器人RWTCbot取得重要进展。该机器人突破复杂钢结构表面内外直角自主翻越关键技术,成功应用于乌东德水电站高空钢结构运维作业,为重大基础设施智能化运维提供了新的解决方案。

大型钢结构设施广泛应用于水电、风电、船舶和港口等领域,其表面普遍存在90°内外直角及异形拐角。长期以来,传统爬壁机器人难以兼顾大载重能力与复杂壁面跨越能力,高空除锈、防腐和检测等作业仍较大程度依赖人工完成,存在较高安全风险。

针对这一行业难题,团队历时四年开展技术攻关,创新提出“被动旋转关节—可升降辅助磁吸模块—自适应闭环控制算法”一体化技术方案,自主研发RWTCbot重载作业型爬壁机器人。机器人采用弧形海尔贝克阵列永磁吸附系统和限位被动滚动铰接结构,实现90°内外直角自主翻越、百公斤级载重作业以及复杂壁面稳定吸附,可搭载除锈、喷涂和检测等作业模块,满足大型钢结构全流程运维需求。

为验证工程应用能力,团队联合企业在乌东德水电站开展实地测试。作为亚洲第四大、世界第七大水电站,乌东德水电站拥有大量桥机、门机和闸门等大型钢结构设施。应用过程中,RWTCbot机器人完成了高空钢结构除锈、防腐喷涂及质量检测等任务,在复杂工况下保持稳定运行,有效提升了作业效率和安全水平。

目前,相关研究成果已发表于《机械工程学报》和国际机器人领域权威期刊《IEEE Robotics and Automation Letters》,项目获得4项国家授权专利,并通过中国机械工业联合会科技成果鉴定。未来,团队将继续面向国家重大工程需求开展特种机器人关键技术研究,推动创新成果在能源、水利、船舶等领域推广应用,为服务高端装备制造和智能运维发展贡献力量。