机器人“特种兵”如何练就独门绝技

转自：河北日报

本报记者 贾 楠 宋 平

地下500米深的巷道里狭窄漆黑，输煤皮带机隆隆作响。巷道上方，一个“小黄人”正沿着轨道自如穿梭，灵动的“眼睛”360度监控着皮带运行状况，向地面调度监测集控中心传输着一路的所见所闻。

近日，在甘肃省天祝煤业有限责任公司，“小黄人”上岗，将人从繁重危险的皮带巡检岗位上替换下来。现在，工作人员只需坐在电脑前轻点鼠标，就能完成视频巡检、远程控制。

这个“小黄人”，正是产自中信重工开诚智能装备有限公司的矿用轨道巡检机器人。

1700多公里外，唐山高新区，中信重工开诚智能装备有限公司试验中心，机器人研发部工程师陈金山正对第五代矿用轨道巡检机器人进行出厂前的最后测试。

新一代机器人看上去更精巧，更适宜井下狭窄空间作业。功能也更齐全，三维激光传感器给它的“眼睛”增添了巷道形变监测功能，更好保障煤矿生产安全。

专注煤矿智能安全装备领域20多年，开诚智能在行业内处于领先地位。抢占制高点，保持竞争优势，2016年起，企业开始全面向特种机器人领域拓展延伸。

但当时，机器人产业方兴未艾，如何才能出奇制胜？

他们发现，国内大多数机器人企业缺乏核心零部件和核心技术，中低端市场竞争激烈。而能在特殊工况、高危环境下作业的机器人由于行业专业度高、应用面窄，少人问津。

发挥煤矿领域技术人才优势，开诚智能决定以煤矿井下巡检机器人敲开高端市场的大门。

这项艰巨的任务，落在了开诚智能机器人研发部经理孙宁和他的同事们身上。

对孙宁他们来说，这是一个既熟悉又陌生的领域。从事煤矿智能安全装备研发多年，他们对井下作业的复杂环境了如指掌，深知巡检从人工向智能化数字化转型是必然趋势。但是，研发井下巡检机器人，国内外尚无先例。

很快，一个棘手的问题摆在面前。在井下，机器人需要监测的输煤皮带长达数千米，但地面环境复杂、侧壁空间狭窄，哪里才是机器人行走的空间？

为此，孙宁冥思苦想了半年多。偶然间，空中架设的缆车给了他灵感，能够空中行走的悬挂式轨道巡检机器人就此诞生。

然而，就在孙宁为之感到高兴时，意外发生了：当遇到只有25度的坡度时，机器人就爬不上去了。原来，150公斤的体重影响了机器人的爬坡动力。而这150公斤中，70公斤是防爆外壳。

由于经常在有毒、易燃、易爆、高空复杂情况下作业，特种机器人每一个外露功能元件都必须具备防爆功能。

脱掉防爆外壳，影响防爆性能；保留防爆外壳，动力无法满足。

看上去，这是一对不可调和的矛盾。

孙宁和同事们一次次进矿山看情况，又一次次在测试区、实验室里将客户需求变成设计方案。设计、失败，修改设计、再失败，再修改设计……

关关难过关关过。最终，本安化，即去掉防爆外壳，通过设计等手段使设备本身具有防爆功能，成为解决这一问题的突破口。

这是我国矿用机器人领域一个重要突破。2017年，矿用轨道巡检机器人问世，“空中行走”也成为业内沿用至今的通用方式。

研究越深入，对特种机器人行业了解越多，孙宁更坚定了深耕特种机器人的信心。他坚信，越是“人不能近、人不能及、人不能为”的危险环境，特种机器人越能大展身手。

传统消防机器人由于不具备耐高温能力，只能在火场外围辅助消防员执行任务。孙宁他们要让特种机器人从火场外围进入火场中心。

“国际上同类型的消防机器人体形和重量都偏大，在遇到狭小空间作业时有很大的局限。”当时的情景，孙宁依然记忆犹新，他要为机器人“瘦身”，研制自己的优势产品。

几个月的时间，他们查阅了200多篇（部）论文和专著，经过反复测试和力学试验，设计出弯道出水口，通过改变水流流向减小机器人后坐力。

孙宁他们研制出的国内首台防爆消防机器人，重量仅为国外同类型产品的一半，体积也减少了三分之二。

一次次创新，不断突破着特种机器人技术的“天花板”。

开诚智能极限爬坡侧倾测试区，一款消防机器人正展示攀爬41度极限坡度的绝技。

小到几克的微装置，大到四履带整车设计，7个发明专利、12项实用新型专利，让这款全地形消防机器人成为特种机器人技术的集大成者。

更让孙宁自豪的是，它还拥有更聪明的“大脑”。搭载的半自主智能化系统和火焰定位系统，让它能够实现着火点自主定位，灭火能力相当于十多名消防员同时作业。

排烟灭火机器人、危化巡检机器人、侦察子母机器人、水下机器人……在开诚智能的展厅，一支能上天、入地、下海的特种机器人战队令人惊艳。它们个个本领高强，能“看”实时画面、“听”现场声音、“闻”多种气体，感知现场状态，甚至能自主分析和处理采集到的信息。

截至目前，开诚智能打造了全国种类较为齐全的特种机器人产品线，50余款产品应用到众多行业领域，连续多年稳居中国智能特种机器人产业第一梯队。

然而，这还远远不够。

记者见到孙宁时，他刚刚出差归来。在石化厂站、矿山企业，客户对特种机器人提出新需求。眼下，能替代人工从事更精细作业的执行类机器人，成为孙宁团队的攻关重点。

“坚持自主创新，始终把关键核心技术掌握在自己手里。”孙宁期待，新一轮的竞争，开诚智能机器人继续领跑。

记者手记

求新求变 老城不“老”

宋 平 贾 楠

时至今日，在中信重工开诚智能装备有限公司研发部经理孙宁的电脑里，依然留存着第一代矿用轨道巡检机器人的照片。

论技术的先进性和外观的精巧度，它远比不上最新一代的特种机器人，却是百年工业老城唐山孕育科技新秀的开始。

因煤而建、因钢而兴，唐山被誉为“中国近代工业的摇篮”。人们不禁思考，除了钢铁、煤炭，唐山还可以有哪些新的发展路径？

沉下心来精读开诚智能的发展历史，我们发现，是唐山基础雄厚的钢铁、煤炭等行业企业，给了开诚智能研制特种机器人的启发。他们了解这些企业转型过程中所面临的难题，掌握企业的实际需求。

由传统产业孕育，又反哺传统产业，催生出新质生产力，正是唐山机器人产业的独特魅力所在。

带给记者震撼的又何止开诚智能。在开诚智能所在的唐山机器人产业园，越来越多的机器人企业与传统产业同频共振，既为传统产业注入转型动力，也为唐山开辟出全新的发展赛道。

如今，唐山各类“机器人+”场景持续突破人类的固有思维，实现消防特种机器人、焊接机器人和轨道交通机车检修机器人三个市场占有率全国第一，机器人企业数量达到170家，产业规模占全省的52.6%。

京津冀联合打造的首批6个协同创新产业链中，机器人产业链由河北牵头。以开诚智能为代表的唐山机器人“兵团”，已经成为全省乃至京津冀区域机器人产业的重要一环。

唐山，正以全新的面孔与全球人工智能产业同呼吸、共成长。这座百年工业老城，创新动力澎湃涌动，散发出前所未有的新活力。

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