“飞檐走壁”探索高危场景应用可能性。

用机器人代替人去完成一些繁重危险工作，这是机器人行业诞生的初衷之一。

近年来，科技兴国政策受到良好反响，移动机器人技术急速发展，多种移动机器人技术得到了实用化。爬壁机器人是移动机器人领域的重要应用点，将传统移动机器人技术和吸附技术有机结合，大幅扩大了机器人的应用范围。


结缘哈工大 走出自己的科创之路

“我对哈工大的向往，源于高中学长魏晋（目前在哈工大机器人研究所攻读博士学位），他在哈工大参与科创竞赛的经历深深触动了我。”王培晨表示。这份特殊的向往，让他与哈工大结缘，走上属于自己的科创之路。

王培晨，哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院2023届本科毕业生，现已保研至哈工大电器与电子可靠性研究所攻读硕士学位。

一次偶然的机会，王培晨接触到了第一个科创项目——工业爬壁机器人，从此开启了自己的创新创业之旅。

“指导老师告诉我们，无损检测行业无人化进程缓慢，缺乏自动化设备，这对我们来说，既是挑战，也是机遇。”王培晨说到。于是，王培晨和团队开始针对工业特种环境下的金属壁面检测、保养、维修等相关需求进行攻关，研制出的“壁面医生”——工业无损检测磁吸附爬壁机器人，部分技术参数远超国内同类型技术指标，达到行业领先水平。

在第七届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛上，该项目团队作为哈工大唯一本科生团队荣获全国银奖。

他带领团队研制的20台工业爬壁机器人样机在油田现场识别多处罐壁减薄，实际检测效率相比于传统人工检测效率提高了50%，得到了非常好的实地测试数据，收获检测负责人的高度评价。

王培晨表示，自己将继续深入研究磁吸附爬壁检测机器人项目，助力传统行业转型，在科技强国的赛道上实现人生价值。


为传统生产带来质变的爬壁机器人

“技术路线都是通用的。”实际上，爬壁机器人不仅仅局限于检测。近年来，科技生产逐渐普及，多种机器人技术得到了工业实用化应用，为生产工作带来了巨大方便，且种类繁多，应用面也逐渐广泛。

爬壁机器人是为传统生产带来质变的一种关键技术，传统垂直壁操作超过人的极限，人力消耗巨大。而爬壁机器人的出现，彻底解决了难度、安全等一系列问题，并迅速应用于电力企业、建筑业、消防部门、造船、水下等领域，代替了传统人工的危险操作，具有一定的现实意义。

目前，爬壁机器人主要应用于建筑物外墙的清洗、维护和检测等领域。在研究方面，主要集中在机器人的设计、控制和动力等方面。

爬壁机器人的设计是实现其在垂直表面上爬行的基础。目前，主要采用的设计方案包括轮式、履带式和足式等。其中，轮式和履带式机器人采用摩擦力和吸盘等方式实现在墙面上的固定，而足式机器人则是通过仿生学的方式实现与墙面的黏附。　

爬壁机器人的控制系统主要包括传感器、控制算法和电机驱动等组成部分。其中，传感器主要用于检测机器人在墙面上的姿态和位置信息，控制算法则用于计算机器人的运动轨迹，电机驱动则用于控制机器人的运动。

爬壁机器人的动力系统主要包括电池和电机等组成部分。电池是机器人的能量来源，电机则是机器人的动力来源。目前，主要采用的电机类型包括直流电机、步进电机和有刷直流电机等。

未来，爬壁机器人将朝着智能化、多功能化、精细化与微型化方向发展。

随着人工智能技术的发展，爬壁机器人需具备更高的自主性和智能化，能够更好地适应不同的墙面环境和任务需求。其应用范围也将越来越广泛，不仅仅用于建筑物外墙的清洗、维护和检测等领域，还将应用于其他领域，如航空、军事等。

爬壁机器人还将具备更高的精细化能力。通过采用更先进的传感器和控制算法，爬壁机器人能够更加精细地控制自身的移动和工作，从而提高工作效率和质量。因爬壁机器人目的主要为攻克人力难以执行的环境，因此许多狭小空间的需要机器人去攻克，而随着科技进步，各种技术模块一体化的推进，相信小型化微型化的目标也越来越容易达成。


结语与未来

据《中国机器人产业发展报告（2022年）》，近年来特种机器人整机性能持续提升，在极端环境、危险作业等场景下的操作能力大幅增强。预计2022年，中国特种机器人市场规模达到22亿美元，到2024年，中国特种机器人市场规模将有望达到34亿美元。

相比起传统工业机器人市场被四大家族（发那科、ABB、安川、库卡）占据，特种机器人仍具备市场空间。其中，以爬壁机器人为代表的特种机器人正在成为替代人类危险作业的主力军，目前我国爬壁机器人行业正处于高端增长阶段，未来仍有较大增长空间。