10月16日,在山东青岛220千伏渭田输变电工程铁塔组立施工现场,青岛供电公司项目管理中心专责韩元昭手持操作终端,在塔下按下启动按钮。一台新型双臂组塔机器人“嗡”地一声启动,沿着铁塔主材导轨攀爬至高空作业点位,开始组塔作业。
近年来,青岛供电公司推动具身智能装备从日常电网运维向基建施工场景延伸。输电铁塔组立工作长期依赖人工,高空施工安全风险高、劳动强度大,施工进度还容易受到大风、雾霾等天气制约。为进一步保障施工安全、提高作业效率,2025年年初,青岛供电公司组建创新团队,启动新型双臂组塔机器人研发工作。
创新团队聚焦攀爬稳定性、安装自主性及环境适应性3个技术难点开展集中攻关,反复打磨方案,提升机器人的智能化、自动化作业水平。
2025年7月,团队研发出采用轮式行走系统、可沿塔身导轨自主攀爬的初代样机,但在测试中发现样机存在机械臂定位精度不足、螺栓安装错误率偏高等问题。经过深入研究,团队成员决定引入更多智能化技术,为机器人集成高精度视觉定位系统与多自由度电控机械臂。同年10月,二代样机研发成功,实现自动识别螺栓孔位、螺栓螺母上料、智能对孔、螺栓穿入与紧固、力矩校验全流程独立作业。在此基础上,创新团队尝试在机器人操作系统中融入多光谱融合定位技术,开发出抗干扰视觉感知系统,解决了机器人在午间强光直射、夜间及雾霾等低可视环境中的螺栓识别安装问题。
经过十余次优化提升,今年7月,新型双臂组塔机器人通过验收测试,核心部件全部实现国产化。无须额外架设升降设备,机器人依托更新后的轮式行走系统即可沿塔身导轨自主快速攀爬升降,精准到达数十米高的作业点位,爬升速度达到0.3米每秒。在铁塔下方,管理人员可在操作终端屏幕上实时查看爬升高度、孔位识别状态等数据,作业安全管理水平显著提升。在作业点位上,机器人双臂协同配合:一只手臂上的视觉镜头识别孔位,进行塔材螺栓孔位的对齐修正;另一只手臂同步识别调整姿态,从料仓中抓取螺栓螺母。末端执行器缓缓推进,对孔、穿栓、旋拧、紧固等工序一气呵成。
截至目前,新型双臂组塔机器人已在青岛地区220千伏线路组塔作业中应用6次,识别安装准确率达99%以上,单颗螺栓的平均安装用时仅1分钟,综合作业效率较人工提升30%以上,安装精度超过标准工艺要求,还避免了施工人员高空作业的安全风险。青岛供电公司计划进一步推广新型双臂组塔机器人,迭代升级其机械臂及爬升功能,推动机器人适配特高压、大跨越铁塔等建设场景。
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