飛檐走壁，這個機器人身手不一般

——2025年度河北科學技術獎巡禮（六）

4月27日，在彼合彼方機器人（天津）有限公司一樓試驗區，張小俊（右二）正指導工程師對噴漆機器人進行調試。 屠瓊芳攝

前進，后退，原地360°靈活旋轉……4月27日，在彼合彼方機器人（天津）有限公司（以下簡稱“彼合彼方”）一樓試驗區，工作人員撥動控制器搖杆，一款機器人緊貼在曲面鋼板上穩定爬行，敏捷自如，酷似“蜘蛛人”。

別看它個頭不大，“手藝”卻勝過老師傅。

以噴涂為例，1個機器人能代替16個工人，由於一致性更好、精准度高，相比人工作業能節省10%的原材料。

這是爬壁機器人，由河北工業大學與彼合彼方合作研發，能代替人工實現對金屬立面的噴砂除鏽、拉毛、噴涂、檢測等多項功能。

前不久，他們憑借這項技術捧回了河北省科技進步獎一等獎。

2018年，河北工業大學教授張明路、張小俊在浙江舟山調研時，抬頭看到作業的工人吊坐在懸空木板上，晃晃悠悠，十分危險。一調查才知道，每年都有因高空重復性作業而發生的事故。

“能不能研發一款高空作業機器人，用來替代工人從事高空高危作業？”那一年，在國家重點研發計劃的支持下，他們將目標鎖定金屬立面維護領域，和團隊一起著手爬壁機器人研究。

讓機器人在曲面上吸得住、走得動，團隊想出了永磁吸附的辦法。

“與電磁吸附不同，永磁吸附在斷電等極端情況下仍能保証機器人不會墜落，安全性大幅提升。”張小俊告訴記者。

但吸力太大，機器人無法靈活移動甚至會“趴窩”﹔吸力不足，又會引發機器人打滑、墜機。

為了適配吸附力、驅動力和重力三者之間的關系，團隊成員反復調校，在實驗室裡打磨了大半年，終於研制出了第一台樣機。這是一台自重200公斤的大家伙，設計負載能力也在200公斤以上。

然而現實卻給他們潑了一盆冷水。

現場測試時，隨著一聲響，機器人因磁力設計和自重的失衡，瞬間打滑脫落。張小俊回憶說：“本以為實驗室的數據萬無一失，但現實根本不是那麼回事。”

怎麼辦？機械工程師、材料工程師、控制工程師圍在一起反復討論，改模型、調算法，反復測試了幾十種方案。

一次次試錯之后，他們將機器人自重優化到了80公斤，在重量和磁力之間找到了平衡。

“做了這麼多技術成果，樣機也做成功了，但距離成果落地，總是差一步。”張明路說，他不想把技術成果“鎖在抽屜裡”。

這份“不甘心”，讓他在56歲那年決定走出“舒適區”。2020年11月，張明路辭去學校行政職務，創立彼合彼方，開啟創業之路。

“工程環境與實驗室環境大相徑庭，機器人投入工程應用后，需要在實際場景中不斷打磨改造，才能具備出色的環境適應能力和可靠性。”張明路說。

彼合彼方接到的第一個訂單，來自中油管道防腐工程有限責任公司。

儲罐的高度在幾十米以上，需要定期進行噴漆、清洗、除鏽等防腐工作。以前這些工作需要由人工完成，維修時間長、勞動強度大。多年來，他們一直在尋找機器代替人工的方案，但大多數特種機器人公司的產品種類單一，無法滿足儲罐維護的復雜需求。

一次偶然的機會，中油管道防腐工程有限責任公司找到了彼合彼方。團隊成員扎在工地，實地測試機器人性能，收集操作反饋，並不斷對機器人進行改進優化。2021年3月，第一款儲罐多功能爬壁特種機器人交付使用。

實際場景中的使用與驗証，讓特種機器人產品更加符合市場需求，產品訂單也多了起來。他們的產品接連應用於大連、舟山等地的儲罐項目，在國內首次實現規模化應用，達到國際先進水平。

創新沒有終點。目前，河北工業大學已聯合彼合彼方研發出立面除鏽、噴涂、檢測等六類20余款機器人，覆蓋石化、風電、核電、儲罐等應用場景，在眾多頭部企業實現工程應用。

從河北工業大學出發，開車5分鐘就能到公司。這是張小俊經常走的路。

他告訴記者，這種“出門即到”的距離，讓他們可以充分依托學校優勢資源，開展產學研聯合攻關。他指導的研究生和博士生也經常到公司來，借助先進的設備開展試驗，跟專業的研發工程師實踐學習，參與項目研發。

“我希望學生們可以多實踐，發現真問題、解決真問題。這次獲獎的項目，就有學生的參與。”張小俊感到非常驕傲。

此時，彼合彼方的試驗區裡一派忙碌，工程師正帶著學生們測試分析合作項目的相關數據。

“與靠磁力吸附在金屬表面的爬壁機器人不同，想要讓機器人吸附在建筑物上，得靠別的方式。”張小俊透露，他們正聯合彼合彼方開拓非金屬立面領域，預計今年年底研發出第一款負壓吸附機器人，應用到更多復雜場景中。（記者王璐丹）