導(dǎo) 讀

2025年伊始，“人工智能”再次火遍全網(wǎng)，春節(jié)晚會(huì)上，身穿花棉襖、扭出東北范兒的機(jī)器人給觀眾留下了深刻印象；會(huì)思考的DeepSeek也讓大家對(duì)AI技術(shù)運(yùn)用有了全新的認(rèn)識(shí)與體驗(yàn)?？萍家I(lǐng)變革，人工智能技術(shù)正在多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

面對(duì)基建行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，信息化、智能化發(fā)展趨勢(shì)的倒逼，以及深水、高空等復(fù)雜橋梁施工環(huán)境和勞動(dòng)力短缺等現(xiàn)實(shí)情況，在以打造世界一流專業(yè)示范領(lǐng)軍企業(yè)為目標(biāo)的中鐵大橋局，以橋科院橋梁智能裝備研究所為代表的橋梁工程師們將橋梁智能建造與互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)、地理信息系統(tǒng)（GIS）、第五代移動(dòng)通信（5G）技術(shù)等前瞻性技術(shù)深度結(jié)合，研發(fā)試驗(yàn)多款集人工智能、高端制造、新材料等新質(zhì)生產(chǎn)力于一體的機(jī)器人，在橋梁施工建造、運(yùn)維管養(yǎng)等方面，逐步嘗試機(jī)器減人或者替代人，完成“不可能完成”的施工任務(wù)。

01

橋梁建設(shè)方向

模板打磨機(jī)器人

○ 研發(fā)背景：人工模板打磨工效低、粉塵大，不利于工人健康、采用該專用裝備作業(yè)可實(shí)現(xiàn)安全、環(huán)保、高效、經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。

○ 研發(fā)思路：集箱梁模板打磨、吸塵、噴涂、檢測(cè)四大功能于一體，可實(shí)現(xiàn)對(duì)模板均勻高效地打磨、除塵及噴涂脫模劑。

○ 身體構(gòu)架：由主骨架及平臺(tái)、走行驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、打磨系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、噴涂系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)等構(gòu)成。使用過(guò)程中，結(jié)合自動(dòng)控制技術(shù)，通過(guò)增大壓緊力和延長(zhǎng)打磨時(shí)間實(shí)現(xiàn)良好的打磨效果，并進(jìn)行打磨檢測(cè)、反饋效果。

AGV鋼筋運(yùn)輸機(jī)器人

○ 研發(fā)背景：人工搬運(yùn)效率低，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大；梁場(chǎng)內(nèi)鋼筋運(yùn)輸視野受限、易傾覆。

○ 研發(fā)思路：運(yùn)用AGV自主導(dǎo)航技術(shù)，實(shí)現(xiàn)預(yù)制梁場(chǎng)內(nèi)從鋼筋加工場(chǎng)到鋼筋綁扎臺(tái)座的鋼筋自動(dòng)化運(yùn)輸；與傳感器技術(shù)、二維碼技術(shù)相融合，自動(dòng)記錄鋼筋配送參數(shù)，對(duì)原材料消耗情況進(jìn)行信息化管理。

○ 身體構(gòu)架：采用舵機(jī)+電機(jī)+輪轂減速器構(gòu)成一體式的驅(qū)動(dòng)輪模組，可實(shí)現(xiàn)全轉(zhuǎn)向；利用雷達(dá)+視覺(jué)傳感+二維碼對(duì)運(yùn)輸軌跡進(jìn)行自動(dòng)校正；采用軸傳動(dòng)一拖四結(jié)構(gòu)舉升，荷載量大于2噸。

噴淋機(jī)器人

○ 研發(fā)背景：解決人工噴淋覆蓋不均、人工成本高、不能持續(xù)作業(yè)等問(wèn)題，是環(huán)保、成本、技術(shù)、安全、經(jīng)濟(jì)等方面的共同需要。

○ 研發(fā)思路：安裝溫濕度傳感器和電磁閥，在小程序上控制實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在梁體生產(chǎn)線上自動(dòng)加水、自動(dòng)行走、自動(dòng)噴淋。

墩身振搗機(jī)器人

○ 研發(fā)背景：提升混凝土施工的效率和質(zhì)量，降低人工成本和安全風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器代人的目的。

○ 研發(fā)思路：在振動(dòng)棒另外一頭安裝傳感系統(tǒng)，包括紅外攝像頭及NVR，視頻記錄振搗狀態(tài)；棒頭姿態(tài)傳感器，分析振搗性能；雙激光測(cè)距模塊，測(cè)量工作界面高度；拉線位移計(jì)，測(cè)量振搗棒實(shí)際下放深度，實(shí)現(xiàn)機(jī)器代人的混凝土振搗目的。

列車抵近巡查機(jī)器人

○ 研發(fā)背景：針對(duì)交通繁忙鐵路交叉區(qū)段施工安全風(fēng)險(xiǎn)，研發(fā)列車抵進(jìn)預(yù)警機(jī)器人，在列車通過(guò)前提前向現(xiàn)場(chǎng)施工人員進(jìn)行預(yù)警、防范。

○ 研發(fā)思路：通過(guò)搭載接收電臺(tái)對(duì)列車預(yù)警廣播電臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)聽(tīng)，以及遠(yuǎn)距離激光接近傳感器監(jiān)測(cè)、鐵路監(jiān)控視頻識(shí)別、現(xiàn)場(chǎng)聲光警報(bào)系統(tǒng)、人員機(jī)械定位預(yù)警系統(tǒng)等綜合收集信息、研判信息，及時(shí)預(yù)警。

水下智能攪吸機(jī)器人

○ 研發(fā)背景：橋梁基礎(chǔ)建設(shè)中，沉井下沉?xí)r，隔倉(cāng)的倉(cāng)壁、倉(cāng)底會(huì)遭遇泥土的阻力，下沉越深，阻力越大。面對(duì)常泰橋6號(hào)墩超大尺寸沉井，以及3層粉質(zhì)黏土層、粉質(zhì)黏土層厚21米的復(fù)雜情況，以往的吸泥設(shè)備在使用過(guò)程中易出現(xiàn)吸泥不均勻、取土量難以控制的問(wèn)題，可能存在沉井局部?jī)A斜或者突然下沉的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)沉井結(jié)構(gòu)、施工設(shè)備和人員的安全造成威脅。

○ 身體構(gòu)架：外觀來(lái)看，水下智能絞吸機(jī)器人其外形像一個(gè)坦克，可以通過(guò)履帶輪在高低不平的水底前行，這是它的水下走形系統(tǒng)。它的前端還有一段如同機(jī)械臂一般的液壓絞吸頭，通過(guò)絞吸頭旋轉(zhuǎn)將泥土打碎，再由氣舉進(jìn)行排渣，這是它的自動(dòng)攪吸排渣系統(tǒng)。

從其內(nèi)涵設(shè)計(jì)來(lái)看，它還具有水下智能感應(yīng)系統(tǒng)、水下液壓電氣系統(tǒng)和岸上的操作控制系統(tǒng)。其中最為核心的就是水下智能感應(yīng)傳感系統(tǒng)，它通過(guò)利用水下聲吶傳感器和攝像頭，辨別盲區(qū)位置，并將感應(yīng)信號(hào)傳到地面。工作人員依據(jù)探測(cè)到的情況，決定機(jī)器人的吸泥量、吸泥深度、機(jī)械臂的位置和吸泥范圍，并通過(guò)調(diào)節(jié)液壓機(jī)械臂的角度，選擇盲區(qū)攪吸的刃角角度，清理盲區(qū)泥土。

02

橋梁運(yùn)維方向

橋梁拉索檢測(cè)機(jī)器人

○ 研發(fā)背景：替代人工攀爬，進(jìn)行拉索損傷檢測(cè)，提高檢測(cè)質(zhì)量和效率、降低人工風(fēng)險(xiǎn)。

○ 身體構(gòu)架：外形酷似“蜘蛛俠”，機(jī)身主要由強(qiáng)度高、重量輕的材料制造。頭尾各4個(gè)輪子緊緊“抱”著拉索，是其走形系統(tǒng)；身上有4根“觸角”，各裝1個(gè)攝像頭，是其采集系統(tǒng)；機(jī)器內(nèi)部還有一個(gè)包著拉索的綠色構(gòu)件，是其檢測(cè)系統(tǒng)。密切配合下，可實(shí)現(xiàn)對(duì)纜索表面高清圖像的采集和病害識(shí)別，還可以對(duì)纜索斷絲等情況進(jìn)行研究分析。

2012年，橋科院研發(fā)出國(guó)內(nèi)首臺(tái)“探索者”斜拉索檢測(cè)機(jī)器人。10來(lái)年間，研發(fā)人員對(duì)該設(shè)備進(jìn)行了五次探索升級(jí)。目前最新一代的拉索檢測(cè)機(jī)器人在尺寸、行進(jìn)動(dòng)力和速度、檢測(cè)速度等方面達(dá)到目前最優(yōu)化，是國(guó)際領(lǐng)先的高端智能化橋梁拉索檢測(cè)設(shè)備。

除了上述這些機(jī)器人，高栓施擰機(jī)器人、智能巡檢無(wú)人機(jī)、梁底檢測(cè)機(jī)器人、拱肋巡檢機(jī)器人等也廣泛運(yùn)用于橋梁運(yùn)維檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)。

“人工智能研究是目前基建行業(yè)在信息化發(fā)展環(huán)境下的大趨勢(shì)?！?/span>橋科院橋梁智能裝備研究所所長(zhǎng)王翔介紹，目前，在橋梁智能機(jī)器人研發(fā)方面，關(guān)于機(jī)器人如何在工作環(huán)境下實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、分析和處理，依舊是橋梁工程師攻克的重點(diǎn)。“最容易實(shí)現(xiàn)突破的，可能是塔吊司機(jī)、鋼筋綁扎、水下機(jī)器人等崗位?！?/span>王翔透露。而真正實(shí)現(xiàn)人型機(jī)器人建大橋，橋梁從業(yè)者任重道遠(yuǎn)。

相信那一天已不遠(yuǎn)。

監(jiān)制｜舒智明

審核｜祁曙光

編輯｜劉佩婭

文字｜王小梅

視頻｜周 芮

支持單位｜橋科院

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