創(chuàng )造飛檐走壁的清潔機器人
創(chuàng )造飛檐走壁的清潔機器人
——廣東凌度智能公司深耕高空幕墻清洗領(lǐng)域
長(cháng)期以來(lái)，城市高樓大廈玻璃幕墻清潔依賴(lài)“蜘蛛人”高空作業(yè)。如今，這種高危險性的工作正在被智能機器人代替。廣東凌度智能科技發(fā)展有限公司聚焦高空幕墻清洗領(lǐng)域，推出系列智能機器人產(chǎn)品，改變了傳統高空清潔模式，極大提升了清潔效率和高空作業(yè)安全性。
成立于2016年的凌度智能公司主要立足于高空外立面攀爬及清潔技術(shù)的自主研發(fā)。近幾年，公司深度融合AI視覺(jué)感知和機器學(xué)習技術(shù)，推出針對玻璃幕墻和光伏面板清潔的系列智能機器人產(chǎn)品。目前，公司在高空玻璃幕墻智能清潔領(lǐng)域占據技術(shù)優(yōu)勢，產(chǎn)品在全國各大城市得到廣泛應用，已出口至20多個(gè)國家和地區，并獲評國家高新技術(shù)企業(yè)和廣東省專(zhuān)精特新中小企業(yè)。
發(fā)現機遇
凌度智能公司的創(chuàng )立源于創(chuàng )始人黃俊生對傳統高空立面幕墻清潔痛點(diǎn)的洞察。“我曾目睹‘蜘蛛人’在高空清洗玻璃幕墻時(shí)驚險墜落，那一幕深深刺痛了我，讓我久久無(wú)法釋?xiě)选?rdquo;黃俊生說(shuō)，傳統高空幕墻清洗模式依靠人工擦拭和吊繩作業(yè)，不僅耗時(shí)費力，而且存在較大的安全風(fēng)險，亟待改變。隨著(zhù)玻璃幕墻建筑技術(shù)迅速在城市建設中被大量使用，開(kāi)發(fā)出安全高效的清潔產(chǎn)品顯得越發(fā)重要。
2016年，黃俊生創(chuàng )辦凌度智能公司，著(zhù)力推動(dòng)技術(shù)研發(fā)。彼時(shí)，高空智能清潔領(lǐng)域沒(méi)有成熟的技術(shù)和產(chǎn)品，僅有部分高校開(kāi)展相應課題研究。面對研發(fā)資料匱乏、技術(shù)儲備不足等現實(shí)困難，公司創(chuàng )始團隊積極探索，不斷優(yōu)化技術(shù)方案，反復進(jìn)行場(chǎng)景模擬和實(shí)驗測試，于2017年推出第一款高空越障清洗機器人樣機。
“這款樣機能夠跨越幕墻窗框等障礙進(jìn)行高空清潔作業(yè)，證明了我們提出的技術(shù)路線(xiàn)具備可行性，為后續產(chǎn)品優(yōu)化迭代奠定了基礎。但它仍存在清潔效率低、功耗高、造價(jià)昂貴等問(wèn)題。”黃俊生說(shuō)，樣機充電一次只能維持不足2個(gè)小時(shí)的工作時(shí)間，每小時(shí)最多清洗三四十平方米，而單機材料成本卻超過(guò)30萬(wàn)元，不具備量產(chǎn)條件。
聚焦高空清潔應用場(chǎng)景核心需求，綜合考慮研發(fā)生產(chǎn)成本等因素后，公司研發(fā)團隊決定在產(chǎn)品設計上做減法，撇開(kāi)復雜的越障功能，開(kāi)發(fā)平面幕墻清潔機器人。2018年，公司第一款高空平面清潔機器人“凌空K1”研發(fā)成功，次年實(shí)現量產(chǎn)及商用。
“‘凌空K1’量產(chǎn)后的造價(jià)成本較初代樣機下降近75%，作業(yè)效率大幅提升，每小時(shí)清潔面積接近400平方米。此外，清潔效果也很顯著(zhù)，機器清潔過(guò)后的玻璃幕墻干凈透亮，不殘留水漬，比一般的人工清潔效果還要好。”凌度智能公司董事長(cháng)張志忠告訴記者，推出第一款高空清潔智能機器人后，研發(fā)團隊并沒(méi)有滿(mǎn)足于現狀，而是從技術(shù)可靠性、外觀(guān)設計、工藝制造等方面持續優(yōu)化產(chǎn)品，并針對高空和低空兩個(gè)差異化作業(yè)場(chǎng)景分別推出凌空系列和凌凈系列清潔機器人，產(chǎn)品在國內外市場(chǎng)受到廣泛歡迎。
協(xié)同創(chuàng )新
“技術(shù)創(chuàng )新是可持續發(fā)展的核心驅動(dòng)力，我們始終將自主創(chuàng )新作為企業(yè)發(fā)展的生命線(xiàn)，不斷加大研發(fā)投入，提升技術(shù)實(shí)力和產(chǎn)品競爭力。”張志忠介紹，目前，公司研發(fā)人員占比35%，研發(fā)投入占比超過(guò)40%，累計研發(fā)投入達1億元左右；擁有發(fā)明專(zhuān)利26件，實(shí)用新型專(zhuān)利92件，外觀(guān)專(zhuān)利32件以及軟件著(zhù)作權10余件。
凌度智能公司圍繞機器人機械設計、智能控制、微水量清洗和實(shí)時(shí)水循環(huán)過(guò)濾等多個(gè)方面開(kāi)展技術(shù)創(chuàng )新。其中，公司自主研發(fā)的自鎖裝置搭載負壓吸附技術(shù)和自鎖爬繩組件，使機器人能像電梯一樣，即便在運行過(guò)程中出現斷電或故障，也能自動(dòng)牢固地吸附在幕墻表面且牢牢鎖在安全繩上，從而避免高空墜落風(fēng)險。
“自鎖裝置讓機器人可承受超過(guò)1500牛頓的壓力，在12級風(fēng)力下實(shí)現穩定作業(yè)。”黃俊生介紹，通過(guò)輕量化設計迭代，自鎖裝置由最早的40多公斤降至8公斤，產(chǎn)品功耗下降近一半。
在百米以上的高空進(jìn)行清潔作業(yè)，降低用水量是提升機器人運行能力的關(guān)鍵，也曾是公司在創(chuàng )新過(guò)程中遇到的攔路虎。
“以前，機器人通過(guò)外接水管供水，當機器人在50米以上作業(yè)時(shí)，水管很難控制，水壓也不穩定。此外，還需配備輔助裝置和1名地面操作員，遇到樓下有花草樹(shù)木時(shí)，操作難度更大。”黃俊生說(shuō)，為此，公司研發(fā)出一套水循環(huán)系統，通過(guò)結構和控制層面的創(chuàng )新，使設備可通過(guò)脈沖擠水方式，在1米寬度內均勻出水，快速徹底地清除幕墻表面污垢和灰塵；洗完刮掉水時(shí)能夠自動(dòng)回收，經(jīng)沉積過(guò)濾后重新噴射清水。該系統使機器人更輕便，用水回收率達98%，大幅節約了用水量。
黃俊生給記者算了一筆賬：清洗一面5000平方米的高樓外立面，采用傳統人工作業(yè)方式需要耗費2噸左右的水，如今，采用公司研發(fā)的機器人作業(yè)，只需50升水，節水成效十分顯著(zhù)。同時(shí)，清洗效率與人工相比有大幅提高，人工日均清洗面積僅為600平方米左右，機器人單機日均清洗面積達1500平方米以上。
近年來(lái)，凌度智能公司在智能化技術(shù)方面下功夫，采用先進(jìn)算法和控制系統，讓機器人實(shí)現精準定位和高效運行。在智能感知方面，配備的多種傳感器能夠實(shí)時(shí)感知周?chē)h(huán)境信息，確保機器人安全運行；在路徑規劃中，運用人工智能和機器學(xué)習技術(shù)，使機器人能夠根據不同環(huán)境和任務(wù)自動(dòng)規劃最優(yōu)路徑。操作人員只需遠程操控，就能監控機器人運行狀態(tài)并對其進(jìn)行調度，工作效率大幅提高。
技術(shù)成果的積累得益于多元化人才隊伍建設和產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng )新。凌度智能公司副總經(jīng)理黃健說(shuō)，為夯實(shí)技術(shù)研發(fā)基礎，公司從結構機械、電子軟硬件、液壓、機器人技術(shù)、人工智能、自動(dòng)化控制等多個(gè)領(lǐng)域廣納賢才，與科研機構和高校開(kāi)展合作，在培養和儲備技術(shù)人才的同時(shí)，持續加強技術(shù)研發(fā)和成果轉化能力。
“產(chǎn)學(xué)研合作讓我們接觸到更多前沿技術(shù)和先進(jìn)理念，為創(chuàng )新提供智力支持。”黃健說(shuō)，目前，公司正與廣東粵港澳大灣區黃埔材料研究院聯(lián)合研發(fā)耐磨材料，提升機器人關(guān)鍵部件耐用性，減少設備損耗與維護頻次；協(xié)同研究新型材料與配方，開(kāi)發(fā)出高效環(huán)保且對玻璃幕墻無(wú)損傷的清潔劑。
拓寬賽道
當前，光伏產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，光伏面板作為將太陽(yáng)能轉化為電能的核心部件，因長(cháng)期處于戶(hù)外，易附著(zhù)灰塵等污染物，發(fā)電效率和使用壽命受到較大影響，光伏清潔需求日益增加。
凌度智能公司結合在高空幕墻清潔領(lǐng)域的探索，將智能化解決方案延伸至光伏領(lǐng)域，推出的光伏清潔機器人已在國內多個(gè)光伏電站投入使用，并逐步拓展到海外市場(chǎng)。
“光伏電站與高空幕墻清潔均面臨復雜環(huán)境下的設備可靠性挑戰，我們的技術(shù)積累可以遷移到這一領(lǐng)域。”黃俊生介紹，這一思路催生了凌光系列光伏清潔機器人。其中，針對集中式電站，凌光G1清潔機器人采用一體化高強度鋁合金機身，重量較同類(lèi)產(chǎn)品輕30%，其配備的高轉速無(wú)刷電機與行星減速機，使得機器人可在零下40攝氏度至65攝氏度范圍內穩定運行，開(kāi)發(fā)的雙活動(dòng)軸與自適應糾偏系統使設備在25度坡度的地形中保持穩定貼合。這種結構設計提升了其對復雜地形的適應能力，清洗覆蓋率達98%以上。
適用于中小型光伏電站、工業(yè)廠(chǎng)房光伏電站的凌光G2分布式光伏清潔機器人搭載貓頭鷹智能視覺(jué)系統，依托AI識別算法等技術(shù)，能夠自動(dòng)識別使用場(chǎng)景，實(shí)時(shí)建圖并規劃最優(yōu)路徑，實(shí)現智能化全自動(dòng)清洗。支持全天作業(yè)，每小時(shí)可以清洗1000平方米左右。
在深耕光伏領(lǐng)域的同時(shí)，凌度智能公司還在火車(chē)、地鐵、動(dòng)車(chē)等軌道交通領(lǐng)域探索開(kāi)發(fā)特種智能清潔設備，努力延伸智能清潔服務(wù)的應用場(chǎng)景，通過(guò)智能自動(dòng)化技術(shù)解決高頻次、高難度的清潔問(wèn)題，提升施工安全與運維效率，推動(dòng)智慧交通運維升級。
“智能清洗服務(wù)需求旺盛，有著(zhù)廣闊的發(fā)展前景。”黃俊生說(shuō)，凌度智能公司將堅持以技術(shù)創(chuàng )新為核心，以應用需求為導向，不斷豐富智能清潔產(chǎn)品，助力清潔行業(yè)智能化升級。