爬壁机器人是一种可以在垂直墙壁上攀爬并完成作业的自动化机器人,也称为壁面移动机器人。近年来在多个工业领域得到应用,如高空清洗、建筑物外墙检查、核电站管道维护等 。
爬壁机器人是一种能在垂直表面上爬行和作业的机器人,具有吸附、移动和作业等多种功能。由于其分类多种多样,因此能在各种领域中得到普遍应用。从吸附方式来看,爬壁机器人能采用负压吸附、真空吸附和磁力吸附等方式,其中负压吸附应用比较广泛,而磁力吸附则具有强吸附能力和稳定能力。除此之外,根据运动原理,爬壁机器人还可大致分为粘着式、鸟类式、轮式和足式等多种类型,每种类型都有其独特的移动方式和作业特点。这些机器人的应用领域也十分广泛,能够适用于高空清洗、建筑物外墙检查、核电站管道维护等各种场合,有效提高工作效率和质量,同时减少人力成本和安全风险。
爬壁机器人的历史可以追溯到20世纪60年代。在这一段时期,最早出现的爬壁机器人是采用负压吸附技术的,这款机器人是由日本大阪府立大学在1966年成功研发的,这一创新也象征着爬壁机器人科学研究的开端。此后,在1975年,科研人员通过改进设计,采用了单吸盘结构,成功研制出了实用性更强、效率更加高的第二代爬壁机器人样机,为爬壁机器人的逐步发展奠定了坚实的基础。
然而,单吸盘结构存在的可靠性问题,尤其是漏气可能会引起的严重坠落事故,推动了多吸盘机构机器人的研究与发展。随着80年代末90年代初科学技术进步的步伐,爬壁机器人开始展现出更多的自由度和功能。进入21世纪,科技的快速的提升和创新使得爬壁机器人的研究和应用愈来愈普遍。如今,爬壁机器人已经能够在各种各样的环境中实现稳定的吸附、行走和工作,其应用场景范围已经扩展到石化企业、建筑行业、消防部门、船舶、水下等多个领域。
爬壁机器人的上游最重要的包含机械结构、控制管理系统、传感器和电池等核心零部件供应商,以及材料和制造工艺提供商。这些上游企业为爬壁机器人的研发和生产提供了必要的技术上的支持和原材料保障。而爬壁机器人下游应用行业则十分普遍,包括了建筑、石化、船舶、军事、消防等多个领域。在建筑行业中,爬壁机器人能用于高空清洗、幕墙检查和维护等作业;在石化行业中,它们能够适用于管道检测和维护;在船舶行业中,爬壁机器人可以用于船体表面清洁和维修;在军事领域中,它们能用于战场侦察和救援任务;在消防领域中,爬壁机器人则能够适用于火灾现场的侦查和灭火救援。
在细分的爬壁机器人市场中,2022年全球爬壁机器人市场规模为16.91亿元人民币,据预测,至2028年,全球爬壁机器人的市场规模有望达到25.29亿元人民币,与此同时,该市场的年复合增长率预计为6.71%。此外,“十三五”以来我国机器人产业呈现良好发展势头,年均复合增长率约为15%。这主要得益于产业规模的迅速增加和产业格局的一直在优化。特别是人机一体化智能系统、智慧服务等领域的机器人企业未来的发展活跃,逐步推动了整个机器人市场的发展。
在2021年,我国的机器人市场规模已达到了750.1亿元人民币,工业机器人以66%的市场占有率占据了最大的比重,服务机器人市场占有率为25%,而特种机器人市场占有率约为9%。目前,我国的机器人产业正在稳健而健康地发展,已经构建起了完备的产业链,同时在所有的领域中的应用也在不断地扩展和深化。到了2022年,我国机器人行业的总营业收入已超越了1700亿元人民币,工业机器人的年产量达到了44.3万套,而服务机器人的年产量更是高达645.8万台。
近年来,我国的机器人市场一直在经历着快速的增长,已经逐步构建起了完整的机器人产业链,同时,“机器人+”在各个行业中的应用也在不断地深入和扩展。据我国国家统计局的多个方面数据显示,2021年全年,中国的工业机器人累计产量达到了366,044套,与前一年相比增长了44.9%。然而,到了2022年12月,中国的工业机器人产量则为40,457套,与去年同期相比下降了9.5%。至于工业机器人的出口,中国的产品出口到了众多的国家,其中在2021年,韩国、德国和泰国是我们的主要出口国,出口金额占比分别为11%、10%和9%。此外,美国和日本也是中国工业机器人产品的主要出口目的地。从进口情况去看,我们的工业机器人产品主要从日本、韩国和中国台湾等地进口。
尽管目前中国的工业机器人市场仍然以外资品牌为主导,但随着我们国家近年来在机器人技术领域的迅猛进步,我国自主品牌的工业机器人市场占有率正在慢慢地攀升,与外资品牌之间的差距正在逐渐拉近。值得一提的是,史河科技(Robot++)作为一家专注于研发爬壁机器人的创新型企业,其主打产品被大范围的应用于船舶除锈、化工喷涂、火电检测、风电运维等高空和高风险作业环境中。最近,该公司成功募集了2000万元的Pre-A轮融资,融资后其估值达到了1.2亿元。这不仅揭示了爬壁机器人行业内的竞争日趋激烈,同时也突显出这个新兴行业的发展前途和潜力。
我国的机器人产业政策可以归纳为一套从中央到地方的一系列支持性产业政策。在中央层面,包括国务院、科技部、工信部、税务局、财政部等机构都出台了相关的机器人产业政策。
特别是在2021年12月21日,由工业与信息化部、国家发展和改革委员会、科学技术部、公安部、民政部、住房和城乡建设部、农业部等十五个部门联合印发了《“十四五”机器人产业高质量发展规划》。该规划明白准确地提出了加强机器人核心研发技术、推动机器人与实体经济深层次地融合等重点任务。此外,一些地方政府也纷纷出台了有关政策来扶持本地的机器人产业高质量发展。例如,各地政府出台了一系列优惠政策,如税收优惠、土地优惠、人才引进等,以鼓励工业机器人产业的发展。
爬壁机器人是一种能够稳定吸附、行走在一定角度的墙壁上工作的机器,近年来大范围的应用于军事、工业等领域。然而,尽管其发展前途广阔,但目前仍存在一些技术和应用上的问题和挑战。首先,从技术角度看,爬壁机器人在吸附方式方面存在吸附性和机动性之间的矛盾。具体来说,理想的吸附性能需要强大的吸附力以保证机器人在各种表面的稳定性,但这往往会限制机器人的机动性,使其难以实现快速、灵活的移动。其次,就目前的研究成果来看,爬壁机器人在壁面过渡能力方面仍存在一定的局限性。这在某种程度上预示着当机器人需要在不同的壁面之间移动时,例如从一个倾斜的墙面移动到竖直的墙面,或者在不一样的材质的表面之间移动时,有极大几率会出现稳定性下降甚至失去吸附的情况。
爬壁机器人是一种能够在各种倾斜壁面上实现稳定吸附、自由行走和有效工作的机器人技术。近年来,这种机器人在军事、工业等多个领域中都得到了广泛的应用和推广。随着全球工业化和智能化水平的不断的提高,各国纷纷出台了相关的战略规划,如中国的“中国制造2025”、德国的“工业四代(Industry 4.0)”以及美国的“工业互联网”等,这些规划为智能机器人的加快速度进行发展提供了巨大的机遇。作为移动机器人领域的一个重要分支,爬壁机器人在这些战略规划的推动下,其发展前途显得很广阔。
目前,爬壁机器人已经在核工业、石油化学工业、建筑业、造船业、航空航天、市政设施建设工程以及军事、警备、消防等多个领域找到了实际应用。未来,随技术的持续不断的发展,预计爬壁机器人将朝曲面适应底盘的方向发展,这种技术变革可以极大地拓宽其应用场景,如风电、船舶、管道、化工等领域的高空壁面。
此外,技术创新也是推动爬壁机器人行业发展的主要的因素。尽管目前该技术仍面临常规使用的寿命、智能性等方面的挑战,但随技术的不断革新和创新需求的出现,这样一些问题有望得到解决,从而逐步推动市场的不断壮大。返回搜狐,查看更加多