1.  產品概述

中科啟航負壓吸附爬壁機器人是一款專為風力發電機組葉片內表面作業而設計的智能設備。它采用先進的負壓吸附技術，能夠穩定地附著在葉片內部的壁面上，并按照預設程序或遠程操控進行移動、視覺檢測任務。該機器人同時也可以廣泛應用于建筑外墻維護、玻璃幕墻清潔、船舶表面檢測、核電站管道檢查等領域，有效提高工作效率，降低人工風險。

圖1 機器人結構圖

在役運行風電機組葉片在空中停留，內部空間狹小，有一定的傾斜角度，人工檢測和常規設備檢測很難滿足全方位、高效率、高精度缺陷檢測的需求。采用智能負壓爬壁機器人，攜帶監測設備替代人工檢測，通過人工智能AI圖像處理可以快速排查缺陷，減少停機時間，提高檢測效率。

葉片內部缺陷檢測采用負壓爬壁機器人攜帶高清視覺相機進行顯性缺陷識別，進入葉片內部狹小空間，進行全方位圖像采集，通過人工智能AI圖像處理平臺進行缺陷識別，實時檢測與告警，并自動出具檢測報告。

2.   工作原理

機器人通過內置的真空泵在機體與壁面之間形成負壓區域，利用大氣壓力將機器人緊緊壓附在壁面上。負壓風機持續工作，以維持穩定的負壓值，確保吸附力始終大于機器人自身重力及作業時產生的外力。同時，機器人配備了高精度的壓力傳感器，實時監測負壓值，并反饋給控制系統，以便及時調整真空泵的功率，保證吸附的穩定性。在移動過程中，機器人的驅動輪或履帶在壁面上滾動，通過電機的正反轉和轉速控制實現前進、后退、轉彎等動作。爬壁機器人采用負壓吸附方式，在葉片內部腹板上行走，攜帶兩臺高清云臺相機，實現葉片內部視覺巡檢，實時進行圖像采集，通過無線方式傳送數據到控制平臺進行圖像處理，通過AI圖像處理算法進行缺陷預警，檢測結束可以自動生成測試報告。

3. 產品結構

爬壁機器人由機器人、控制平臺、便攜式供電裝置三部分組成，機器人可以采用本體電池供電(24VDC 、300W），也可以采用供電裝置供電線纜供（220VAC,300W)。

控制臺                機器人                 供電裝置

圖2 設備組成

4. 葉片識別缺陷種類

視覺巡檢可以識別的缺陷：葉片蒙皮透光、主梁發白、褶皺、主梁開裂、修補檢測等。

葉片蒙皮透光（關閉補光巡檢）

葉片主梁發白

葉片褶皺

主梁腹板開裂

修補檢測

圖4缺陷圖片

5. 操作方法

.風機作業流程說明

1) 要做葉片巡檢機組處在停機維護作業狀態，運維人員攜帶機器人和供電裝置到達機艙內，對風電機組葉輪進行機械鎖定，可以鎖定在Y字形或某一只巡檢葉片處在水平狀態。

2) 人員攜帶設備和機器進入輪轂內部，打開葉片擋板維護孔，進入葉片內部；

3) 供電裝置接入輪轂內的供電電源插座（220VAC），連接供電裝置電纜航空插頭到機器人本體電源接入口，并且連接供電電纜的鋼絲繩調環到機器人安全保護掛點，以備出現故障后，采用供電電纜保護裝置取回機器人。

4) 維護人員確保葉片腹板光滑平整，沒有其他線纜，如果有防雷或在線監測系統信號線在腹板上鋪設，機器人行走路徑盡可能避開。

5) 運維人員將機器人電源開關打開，調試控制臺與機器人通訊以及控制是否正常。正常后將機器人底盤貼合在行走表面，打開負壓控制開關，風機啟動，機器人牢固吸附在腹板表面。

6) 控制遙控裝置（控制臺手柄）進行視覺巡檢作業；

7) 云臺工作方式分為手動巡檢和自動巡檢，手動巡檢完全采用人工控制云臺角度和焦距定焦定角度視覺巡檢；自動巡檢云臺通過程控作業：前方云臺定角度拍攝前方行走表面路徑，提供路徑信息和行走表面和前方墻體缺陷識別，后方云臺采用±90°多個預置點位縮略缺陷識別，配合機器人行走完成整個腔體內視覺巡檢作業；

8) 完成一個腔體采用同樣方法（1-7步驟）巡檢另一個腔體；

完成一支葉片采用同樣的方法巡檢另一支葉片。Y字形鎖定葉片巡檢，需要維護人員攜帶防滑墊，進入葉片內部，保證人員攜帶機器人到達葉片腹板位置。并且巡檢完成兩支30°朝上的葉片后，需要人員攜帶所有設備物料離開輪轂和葉片，重新打開葉輪，調整朝下一支葉片到上方后再重新進入葉片內部開始巡檢作業。水平鎖定葉片的機組，每次更換葉片時，都需要進出輪轂，重新鎖定下一支葉片在水平狀態，完成三支葉片巡檢。

圖3機器人葉片內部巡檢示意圖

葉片巡檢鎖定位置：機組停機，檢測的葉片可以鎖定在水平或30度位置進行內部巡檢，水平葉片鎖定只能檢測水平葉片，另外兩只不能完成檢測。

a) Y字形朝上兩支葉片可以鎖定一次葉輪巡檢完成，朝下的葉片需要調整到上方30度位置，再次鎖定葉輪做內部巡檢。人員和監測設備進出輪轂二次。

b) 水平鎖定葉輪做內部視覺監測，需要每支葉片都要鎖定在水平位置，三只葉片需要鎖定三次葉輪，人員和監測設備進出輪轂三次。