高压水爬壁机器人关键技术难题分析

目前，我国对大型储罐、风电塔、船体等大型导磁面高空清洗、除锈工作的自动机械化普及程度相对较低，清洗工作主要由人工高空作业完成，清洗难度大、清洁效率低、人工成本高、且人工作业极具危险性，与人工高空作业相比，爬壁机器人可以在垂直及多角度壁面作业，具有安全性、更高的清洁效率、更低的作业成本等优势。

随着对环保意识的提高，当前爬壁机器人多以搭载高压水除锈清洗器作业，并通过遥控作业方式保证操作安全，利用超高压水射流完成清洗作业，能够快速剥离设备表面锈蚀、油污、旧漆层等污垢，并具有无粉尘、无腐蚀、无损伤的优势。

但受技术水平、产品质量等多方面影响，当前高压水爬壁机器人仍然存在不足，如在工作壁面表面缺陷、有障碍物等特殊环境下，机器人无法完成清洁任务甚至可能出现故障或坠落，爬壁机器人若要高效率、高环保、高质量地完成清洗作业，其吸附、负载、清洗、行走及控制能力缺一不可。
 
1、吸附与负载耦合

应用在导磁面的爬壁机器人多采用磁吸附技术，其可分为电磁吸附、永磁吸附两种，两种吸附方式均可以在导磁面作业，但相对由于电磁式吸附，永磁式吸附具有结构简单、吸附力大、越障能力强、且不受电力影响的优势。所以如何充分发挥永磁吸附特点，解决吸附力与负载能力的耦合问题，是爬壁机器人在高空作业的必备条件之一。

2、射流及返锈问题

高压水射流清洗在喷射水射流的基础上对清洁液进一步加压，使喷出液体具有较高动能，能对壁面上的污垢产生一定的冲击作用，从而达到清洁的目的，但该方式对机器人结构的反冲击力较大，在高空作业时具有一定的危险性，且因以水为清洗介质，需要同时考虑作业面返锈问题。
 
3、行走及控制能力

爬壁机器人的行走机构使机器人移动到不同区域的工作壁面进行清洁工作。在吸附功能稳定的情况下，行走机构要具备一定的越障能力，当工作壁面出现缝隙或沟槽时，机器人也应具备一定的通过能力。

爬壁机器人的控制主要是由人遥控操作，或由常规的系统步态规划来控制行走路径。首先，爬壁机器人工作在特殊的高空垂直环境，机器人的行走机构和吸附作用存在着耦合问题，控制系统需同时或交替实现爬壁机器人的行走及吸附动作。

4、安全保护技术

爬壁机器人在电源故障或驱动关节卡死时，紧贴于工作壁面的吸附能力消失，此时会发生机体倾覆，若没有保护机制机器人将发生坠落，轻则摔坏机器人，重则出现砸伤事件，所以爬壁机器人必须配备安全保护装置。

德高洁及旗下20余人专业团队，经过专业设计、严格组装、精细调试多次试验后，为用户提供运行稳定、耐用性高的高压水爬壁除锈机器人，设备搭载除锈清洗器作业，将超高压纯水射流除锈、真空系统抽干并排渣、爬壁机器人执行除锈作业三者成套设计于一体，其中采用水射流除锈，真空抽干水分并回收锈渣来防止返锈，并通过地面遥控作业保证操作安全，使得除锈质量和效率明显提高。

其采用永磁吸附与真空吸附结合，能够使其牢牢吸附在船体表面，轮式移动方式、四驱越野底盘，使机器人四平八稳、拒绝打滑、倾覆现象的发生，机器人能够应对2800 bar超高压水射流反作用力，负载150~200 kg重量，灵活移动在船体表面完成除锈、清洗作业，并具有一定的曲面越障能力，作业时全程与安全升降钢索装置连接，使其能够保障机器人作业发生意外脱落或结束工作离场时不会发生坠落受损。
 
德高洁作为一家成立于1994年的专业环保清洁设备供应商，自2007年开始从事自动化清洗创新性产品，2015年便开始聚焦智能化、数控化、机器人化工业清洗技术的开发，目前德高洁自主研发并投入使用了一系列爬壁机器人，能够根据不同任务需求，搭载不同种类的装置或作业模块，进行船舶、储罐、管道外壁、风电塔筒外壁等设备的清洗、除锈、喷涂、抛丸、喷砂、探伤作业。如您有需求欢迎电话咨询，德高洁将竭诚为您服务。