看！橋梁工地機器人總動員

2025年03月07日 17:40 中鐵大橋局集團責編：戚金榮作者：中鐵大橋局集團

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導讀

2025年伊始，“人工智能”再次火遍全網(wǎng)，春節(jié)晚會上，身穿花棉襖、扭出東北范兒的機器人給觀眾留下了深刻印象；會思考的DeepSeek也讓大家對AI技術(shù)運用有了全新的認識與體驗。科技引領(lǐng)變革，人工智能技術(shù)正在多個行業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。

面對基建行業(yè)轉(zhuǎn)型升級，信息化、智能化發(fā)展趨勢的倒逼，以及深水、高空等復雜橋梁施工環(huán)境和勞動力短缺等現(xiàn)實情況，在以打造世界一流專業(yè)示范領(lǐng)軍企業(yè)為目標的中鐵大橋局，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）、第五代移動通信（5G）技術(shù)等前瞻性技術(shù)深度結(jié)合，研發(fā)試驗多款集人工智能、高端制造、新材料等新質(zhì)生產(chǎn)力于一體的機器人，在橋梁施工建造、運維管養(yǎng)等方面，逐步嘗試機器減人或者替代人，完成“不可能完成”的施工任務。

橋梁建設方向

模板打磨機器人

○ 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)可實現(xiàn)安全、環(huán)保、高效、經(jīng)濟目標。

○ 研發(fā)思路：集箱梁模板打磨、吸塵、噴涂、檢測四大功能于一體，可實現(xiàn)對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、走行驅(qū)動系統(tǒng)、打磨系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、噴涂系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)等構(gòu)成。使用過程中，結(jié)合自動控制技術(shù)，通過增大壓緊力和延長打磨時間實現(xiàn)良好的打磨效果，并進行打磨檢測、反饋效果。

AGV鋼筋運輸機器人

○ 研發(fā)背景：人工搬運效率低，工人勞動強度大；梁場內(nèi)鋼筋運輸視野受限、易傾覆。

○ 研發(fā)思路：運用AGV自主導航技術(shù)，實現(xiàn)預制梁場內(nèi)從鋼筋加工場到鋼筋綁扎臺座的鋼筋自動化運輸；與傳感器技術(shù)、二維碼技術(shù)相融合，自動記錄鋼筋配送參數(shù)，對原材料消耗情況進行信息化管理。

○ 身體構(gòu)架：采用舵機+電機+輪轂減速器構(gòu)成一體式的驅(qū)動輪模組，可實現(xiàn)全轉(zhuǎn)向；利用雷達+視覺傳感+二維碼對運輸軌跡進行自動校正；采用軸傳動一拖四結(jié)構(gòu)舉升，荷載量大于2噸。

噴淋機器人

○ 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)等問題，是環(huán)保、成本、技術(shù)、安全、經(jīng)濟等方面的共同需要。

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

墩身振搗機器人

○ 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險，實現(xiàn)機器代人的目的。

○ 研發(fā)思路：在振動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；雙激光測距模塊，測量工作界面高度；拉線位移計，測量振搗棒實際下放深度，實現(xiàn)機器代人的混凝土振搗目的。

列車抵近巡查機器人

○ 研發(fā)背景：針對交通繁忙鐵路交叉區(qū)段施工安全風險，研發(fā)列車抵進預警機器人，在列車通過前提前向現(xiàn)場施工人員進行預警、防范。

○ 研發(fā)思路：通過搭載接收電臺對列車預警廣播電臺實時監(jiān)聽，以及遠距離激光接近傳感器監(jiān)測、鐵路監(jiān)控視頻識別、現(xiàn)場聲光警報系統(tǒng)、人員機械定位預警系統(tǒng)等綜合收集信息、研判信息，及時預警。

水下智能攪吸機器人

○ 研發(fā)背景：橋梁基礎建設中，沉井下沉時，隔倉的倉壁、倉底會遭遇泥土的阻力，下沉越深，阻力越大。面對常泰橋6號墩超大尺寸沉井，以及3層粉質(zhì)黏土層、粉質(zhì)黏土層厚21米的復雜情況，以往的吸泥設備在使用過程中易出現(xiàn)吸泥不均勻、取土量難以控制的問題，可能存在沉井局部傾斜或者突然下沉的風險，對沉井結(jié)構(gòu)、施工設備和人員的安全造成威脅。

○ 身體構(gòu)架：外觀來看，水下智能絞吸機器人其外形像一個坦克，可以通過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械臂一般的液壓絞吸頭，通過絞吸頭旋轉(zhuǎn)將泥土打碎，再由氣舉進行排渣，這是它的自動攪吸排渣系統(tǒng)。

從其內(nèi)涵設計來看，它還具有水下智能感應系統(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傳感系統(tǒng)，它通過利用水下聲吶傳感器和攝像頭，辨別盲區(qū)位置，并將感應信號傳到地面。工作人員依據(jù)探測到的情況，決定機器人的吸泥量、吸泥深度、機械臂的位置和吸泥范圍，并通過調(diào)節(jié)液壓機械臂的角度，選擇盲區(qū)攪吸的刃角角度，清理盲區(qū)泥土。

橋梁運維方向

橋梁拉索檢測機器人

○ 研發(fā)背景：替代人工攀爬，進行拉索損傷檢測，提高檢測質(zhì)量和效率、降低人工風險。

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

2012年，橋科院研發(fā)出國內(nèi)首臺“探索者”斜拉索檢測機器人。10來年間，研發(fā)人員對該設備進行了五次探索升級。目前最新一代的拉索檢測機器人在尺寸、行進動力和速度、檢測速度等方面達到目前最優(yōu)化，是國際領(lǐng)先的高端智能化橋梁拉索檢測設備。

除了上述這些機器人，高栓施擰機器人、智能巡檢無人機、梁底檢測機器人、拱肋巡檢機器人等也廣泛運用于橋梁運維檢測現(xiàn)場。

“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?！?/span>橋科院橋梁智能裝備研究所所長王翔介紹，目前，在橋梁智能機器人研發(fā)方面，關(guān)于機器人如何在工作環(huán)境下實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的自動采集、分析和處理，依舊是橋梁工程師攻克的重點。“最容易實現(xiàn)突破的，可能是塔吊司機、鋼筋綁扎、水下機器人等崗位。”王翔透露。而真正實現(xiàn)人型機器人建大橋，橋梁從業(yè)者任重道遠。

相信那一天已不遠。