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如何造一臺能翻90°直角的重載爬壁機器人

這個困擾全球行業長達三十年的技術難題

終于迎來了破局者

我校機械工程學院智能機器人團隊

深入亞洲第四大、世界第七大水電站

烏東德高空作業現場

歷經數百小時高空實戰

交出了一份硬核答卷

實現90°內外直角自由翻越

100公斤級重載

1387N極限磁力

三項行業極限指標首次同時達成

這是國產重載爬壁機器人

首次實現全場景無損傷跨角作業

今天

我們一起走進RWTCbot機器人的攻堅之路

RWTCbot機器人介紹

一個直角

困住工業立面運維三十年的難題

想象這樣一個場景：在水電站、海上風電、船舶或橋梁等大型鋼結構設施上，作業人員背負工裝設備，身處30多米高空的垂直壁面前，前方鋼壁在一道90°陽角處戛然而止，對于人工和傳統設備而言，這道看似普通的轉角，卻往往意味著作業受阻，甚至帶來安全風險。

▲亞洲第四大水電站烏東德水電站

事實上，高空鋼結構運維的核心痛點，正是這個看似簡單卻極其刁鉆的幾何問題——90°內外直角過渡。爬壁機器人要翻越直角，必須在跨角瞬間重新建立穩定吸附，但傳統設計總是在“載重能力”和“翻越能力”之間二選一。長期以來，行業陷入一個難以破解的“不可能三角”，許多方案不得不以大幅犧牲吸附能力為代價換取跨角性能，導致實際作業中穩定性不足、風險陡增。

面對這一困擾行業三十年的難題，我校機械工程學院智能機器人團隊決定就從這道直角開始，為高空作業闖出一條安全之路。

創新突破

給機器人裝上一雙“會拐彎”的腳

智能機器人團隊跳出“犧牲載重換取跨角能力”的傳統思路，提出“被動旋轉關節+可升降輔助磁吸模塊+自適應閉環過渡控制算法”的一體化解決方案，原創研發RWTCbot重載作業型爬壁機器人，在結構設計、吸附方式和控制策略上實現系統性突破。

歷時四年攻關，這一方案凝練為三大核心關鍵技術，團隊形象地將其命名為 “力場護盾”“柔術身法”“吸星大法” ，三者相輔相成，構筑起RWTCbot機器人穩定作業的核心根基。

「力場護盾」：搭載可自適應輔助磁吸過渡模塊，在跨越外直角時主動補充磁吸力；

「柔術身法」：通過限位被動滾動鉸接結構，實現對異形壁面的自適應貼合；

「吸星大法」：依托弧形海爾貝克陣列永磁吸附系統，在平面、內角、外角等不同工況下保持穩定吸附，為百公斤級重載作業提供可靠支撐。

憑借這一系列原創設計，RWTCbot機器人成功突破全場景內外直角翻越技術瓶頸，實現百公斤級載重跨角作業，能夠搭載除銹、噴涂、檢測等作業模塊，為大型鋼結構高空全流程運維提供智能化解決方案。

實戰檢驗

烏東德的直角不再需要人爬上去

理論再強，不上真實場景都是紙上談兵。RWTCbot機器人依托“需求牽引、企業命題、高校答卷”的校企合作模式，成功進駐烏東德水電站完成全流程防腐作業實戰驗證。

作為亞洲第四大、世界第七大水電站，烏東德水電站鋼結構運維工況極具代表性：場內橋機、門機、閘門等鋼結構數量龐大，作業區域距地面超30米，壁面包含大量標準內外直角與帶凸棱異形拐角，加之庫區晝夜溫差大、環境潮濕，人工作業風險極高，是高空防腐領域極具代表性的重難點工業場景。

▲RWTCbot在烏東德水電站實際高空作業

2025年，RWTCbot機器人在烏東德水電站30米高空的鋼構上完成了最后一次實戰檢驗——它以百公斤重載穩穩翻越一個又一個90°內外直角，全面承接進水口門機、廠房橋機、大型閘門等核心鋼結構的運維工作，可自主完成老舊漆層打磨除銹、防腐漆分層噴涂、漆膜厚度與表面粗糙度檢測全流程智能化作業，成為國家重大水利工程運維的得力裝備。

走向成熟

國產創新裝備大規模應用于工業一線

歷經烏東德水電站的高空實戰檢驗，RWTCbot機器人正式完成從實驗室樣機到工程裝備的蛻變，也標志著整套技術體系走向成熟。

四年深耕，團隊構建起“理論研究-技術攻關-場景落地”的完整產學研鏈條。研究成果先后登上國內權威期刊《機械工程學報》與國際頂級機器人刊物 IEEE Robotics and Automation Letters。項目已斬獲4項國家授權專利，核心技術實現100%國產化，擺脫國外技術依賴。

如今該技術已順利通過中國機械工業聯合會權威鑒定，具備大規模推廣應用的資質。RWTCbot機器人的足跡不再局限于水電站，正向海上風電、大型船舶、工業儲罐等多元高空運維場景拓展。曾經讓人望而生畏的異形拐角、高危作業區域，漸漸不再需要人工直面風險。

機械工程學院智能機器人團隊

北京科技大學機械工程學院智能機器人團隊，依托學校“鋼鐵搖籃”深厚的機械、材料學科底蘊，長期專注特種與醫療機器人領域研究，搭建了組織完善、分工明確的科研創新團隊。團隊由國家重大人才工程入選者、國家重點研發計劃首席科學家張建華教授帶隊，依托先進裝備國家工程技術研究中心、智能機器人創新研究院兩大平臺，面向工業高危作業、臨床生命健康兩大應用場景開展技術攻關。

團隊先后主持國家級、省部級科研項目20余項，包含國家重點研發計劃項目、國自然聯合重點項目等；發表高水平學術論文100余篇，授權及申請發明專利50余項，斬獲河北省技術發明一等獎、河北省科技進步二等獎、中國物流與采購聯合會科技進步一等獎、中國機械工業聯合會科技進步二等獎等獎項多項。

一道困住行業三十年的直角難題

一場從零起步的自主技術攻堅

北科大智能機器人團隊

以產業需求為導向，以原創技術為底氣

用實打實的突破印證

關鍵核心技術可以牢牢掌握在自己手中

讓更多“北科創造”走向國家重大工程一線

為高水平科技自立自強貢獻北科力量

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