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工业之美︱六足机器人在叶片上行走,可降低三成海上风机检查成本

以机器人代替人力进行运维作业,可降低运维事故风险,提高检测效率和精度,节省维修成本。

图片来源:BladeBUG官网

记者 | 席菁华

一只受虫子启发而研制出来的六足机器人,将在海上风电运维中发挥重要作用。

日前,总部位于伦敦的机器人创业公司BladeBUG研制出的一款六足爬行机器人,在苏格兰海上风电场的一台7兆瓦海上风机叶片上,完成了全球首次行走测试。

BladeBUG机器人在叶片上行走 图片来源:BladeBUG官网

这只六足履带式爬行机器人,是专门为维护和检查海上风机叶片而设计的智能运维机器人。每只足的末端都安装了真空粘合装置,可牢固吸附于风机叶片表面,并在叶片上灵活爬行。

通过扫描表面的裂缝和变形,并将扫描数据和视频信号传递给地面技术人员,BladeBUG爬行机器人完成了海上风机的全自动检查和维修。

BladeBUG的官网显示,这只机器人此前已完成在垂直训练塔和陆地上的叶片部分测试。预计2021年年中,该机器人还将与运维船只、无人机和机械臂一起,清洁和打磨风机叶片。

图片来源:BladeBUG官网

以机器人代替人力进行运维作业,可降低运维事故风险,提高检测效率和精度,节省维修成本。

BladeBUG创始人Chris Cieslak认为,机器人技术可以改变海上风电场的运营,降低成本,并最大限度地延长风机寿命。

据该公司测算,BladeBUG六足爬行机器人可以将风机检查成本降低30%。

BladeBUG机器人 图片来源:BladeBUG官网

据OFFSHORE ENGINEER杂志报道,这次叶片行走试验,还验证了“辅助系绳”的作用,可以延长机器人在海上作业时间,并能快速地在叶片上进行布置和回收。

这款机器人还加入了极端环境下的多平台检测、维护和维修项目(下称MIMRee)。

MIMRee项目由欧洲风电开发商联合英国海上可再生能源孵化中心推出,项目投资达400万英镑。

该项目汇集了机器人技术、无损检测、人工智能、空间任务规划、海洋和航空工程以及纳米生物技术,旨在开发一个整体的数字和机器人系统,使每个海上风电场在生命周期内,节省2600万英镑的运维费用。

BladeBUG机器人在叶片上 图片来源:BladeBUG官网

海上风电机组在长达25年的生命周期中,承受着暴风雨、极端温度,以及强风的考验。严苛的海洋环境给海上风电运维作业带来了诸多不便。

2020年12月,一份中山大学海洋工程与技术学院发布的研究文献显示,更加复杂的自然条件给海上风电运维带来挑战,海上风电机组的故障率明显高于陆上风电。

上述研究显示,已有运维数据表明,在同等装机容量下,海上风电的运维成本超过陆上风电的2倍,海上风电的运维成本占其度电成本的1/4以上。

BladeBUG机器人在叶片上 图片来源:BladeBUG官网

目前,传统的海上风电叶片的检查和维修,通常是由技术人员利用绳索开展工作,并只能在天气良好的时段进行运维。这导致风机停机时间长,电量损失严重。此外,运维船只的使用费用也占到海上风电场运营和维护成本的很大比重。

为了提高运维便利性,降低运维人员的安全风险,机器人和无人机等设备得以应用。

据《中国水运报》1月27日报道,与BladeBUG机器人相似,美国桑迪亚国家实验室的研究人员曾测试了一种检测风电机组叶片损害的爬行机器人。

这种能够爬上风电机组塔架,并在叶片上爬行的自助式机器人设备比人工维护更安全、更仔细。同时,还可以携带检测工具,如相机、传感器、人工智能设备等。

在国内,江苏风洋风电技术工程有限公司也研发出了风电塔筒维护机器人,可全方位对风机塔筒外壁进行清洗、除锈、涂装等作业施工,防止风机塔筒锈蚀导致倒塌事故。

据该公司官网介绍,风电塔筒维护机器人是一种可自由升降的智能设备,在塔身上可上下爬行。工作平台设有三台旋转120度的施工平台,安装喷吵、喷漆的喷头,智能化控制作业的功率和速度,即可实现高空无人作业。

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