叶片爬行机器人
2025-09-26 北京公司
1. 产品概述
中科启航负压吸附爬壁机器人是一款专为风力发电机组叶片内表面作业而设计的智能设备。它采用先进的负压吸附技术，能够稳定地附着在叶片内部的壁面上，并按照预设程序或远程操控进行移动、视觉检测任务。该机器人同时也可以广泛应用于建筑外墙维护、玻璃幕墙清洁、船舶表面检测、核电站管道检查等领域，有效提高工作效率，降低人工风险。
图1 机器人结构图
在役运行风电机组叶片在空中停留，内部空间狭小，有一定的倾斜角度，人工检测和常规设备检测很难满足全方位、高效率、高精度缺陷检测的需求。采用智能负压爬壁机器人，携带监测设备替代人工检测，通过人工智能AI图像处理可以快速排查缺陷，减少停机时间，提高检测效率。
叶片内部缺陷检测采用负压爬壁机器人携带高清视觉相机进行显性缺陷识别，进入叶片内部狭小空间，进行全方位图像采集，通过人工智能AI图像处理平台进行缺陷识别，实时检测与告警，并自动出具检测报告。
2. 工作原理
机器人通过内置的真空泵在机体与壁面之间形成负压区域，利用大气压力将机器人紧紧压附在壁面上。负压风机持续工作，以维持稳定的负压值，确保吸附力始终大于机器人自身重力及作业时产生的外力。同时，机器人配备了高精度的压力传感器，实时监测负压值，并反馈给控制系统，以便及时调整真空泵的功率，保证吸附的稳定性。在移动过程中，机器人的驱动轮或履带在壁面上滚动，通过电机的正反转和转速控制实现前进、后退、转弯等动作。爬壁机器人采用负压吸附方式，在叶片内部腹板上行走，携带两台高清云台相机，实现叶片内部视觉巡检，实时进行图像采集，通过无线方式传送数据到控制平台进行图像处理，通过AI图像处理算法进行缺陷预警，检测结束可以自动生成测试报告。
3. 产品结构
爬壁机器人由机器人、控制平台、便携式供电装置三部分组成，机器人可以采用本体电池供电(24VDC 、300W），也可以采用供电装置供电线缆供（220VAC,300W)。
控制台 机器人 供电装置
图2 设备组成
4. 叶片识别缺陷种类
视觉巡检可以识别的缺陷：叶片蒙皮透光、主梁发白、褶皱、主梁开裂、修补检测等。
叶片蒙皮透光（关闭补光巡检）
叶片主梁发白
叶片褶皱
主梁腹板开裂
修补检测
图4缺陷图片
5. 操作方法
.风机作业流程说明
1) 要做叶片巡检机组处在停机维护作业状态，运维人员携带机器人和供电装置到达机舱内，对风电机组叶轮进行机械锁定，可以锁定在Y字形或某一只巡检叶片处在水平状态。
2) 人员携带设备和机器进入轮毂内部，打开叶片挡板维护孔，进入叶片内部；
3) 供电装置接入轮毂内的供电电源插座（220VAC），连接供电装置电缆航空插头到机器人本体电源接入口，并且连接供电电缆的钢丝绳调环到机器人安全保护挂点，以备出现故障后，采用供电电缆保护装置取回机器人。
4) 维护人员确保叶片腹板光滑平整，没有其他线缆，如果有防雷或在线监测系统信号线在腹板上铺设，机器人行走路径尽可能避开。
5) 运维人员将机器人电源开关打开，调试控制台与机器人通讯以及控制是否正常。正常后将机器人底盘贴合在行走表面，打开负压控制开关，风机启动，机器人牢固吸附在腹板表面。
6) 控制遥控装置（控制台手柄）进行视觉巡检作业；
7) 云台工作方式分为手动巡检和自动巡检，手动巡检完全采用人工控制云台角度和焦距定焦定角度视觉巡检；自动巡检云台通过程控作业：前方云台定角度拍摄前方行走表面路径，提供路径信息和行走表面和前方墙体缺陷识别，后方云台采用±90°多个预置点位缩略缺陷识别，配合机器人行走完成整个腔体内视觉巡检作业；
8) 完成一个腔体采用同样方法（1-7步骤）巡检另一个腔体；
完成一支叶片采用同样的方法巡检另一支叶片。Y字形锁定叶片巡检，需要维护人员携带防滑垫，进入叶片内部，保证人员携带机器人到达叶片腹板位置。并且巡检完成两支30°朝上的叶片后，需要人员携带所有设备物料离开轮毂和叶片，重新打开叶轮，调整朝下一支叶片到上方后再重新进入叶片内部开始巡检作业。水平锁定叶片的机组，每次更换叶片时，都需要进出轮毂，重新锁定下一支叶片在水平状态，完成三支叶片巡检。
图3机器人叶片内部巡检示意图
叶片巡检锁定位置：机组停机，检测的叶片可以锁定在水平或30度位置进行内部巡检，水平叶片锁定只能检测水平叶片，另外两只不能完成检测。
a) Y字形朝上两支叶片可以锁定一次叶轮巡检完成，朝下的叶片需要调整到上方30度位置，再次锁定叶轮做内部巡检。人员和监测设备进出轮毂二次。
b) 水平锁定叶轮做内部视觉监测，需要每支叶片都要锁定在水平位置，三只叶片需要锁定三次叶轮，人员和监测设备进出轮毂三次。