2022金砖国家工业创新大赛

入围决赛项目信息

一、参赛项目名称（中文）

风力发电机塔身永磁轮式攀爬检测机器人

二、参赛项目名称（英文）

Wind Turbine Tower Permanent Magnet Wheel Climbing NDT Robot

三、参赛单位（中文）

中国农业大学

四、参赛单位（英文）

China Agricultural University

五、项目简介（中文）

风能是一种重要的可持续清洁能源，我国2010年风机容量居世界第一，2021年底装机容量达到3.3亿千瓦。随着风机服役年限增长和部件老化，风力发电机运维检测成为制约风电可持续发展的关键环节。目前，世界范围内普遍采用人工检测和无人机检测；但是存在效率低、精度差、伤亡隐患大、无法开展预防性检测等诸多弊端。

本项目创新开发一款风力发电机塔身永磁轮式攀爬检测机器人，能够稳定吸附于风力发电机塔身，并且沿塔身表面自由攀爬移动，利用搭载的相控阵超声波检测设备，对于塔身内部裂纹缺陷开展自动化无损检测作业，检测数据和图像实时传输至地面运维中心，实现了风力发电机运维检测的无人化、自动化和智能化。

该项目推广应用将对于风电行业产生巨大的经济效益和社会效益。该项目拥有完全自主知识产权，具有广阔的国内外市场前景。

六、项目简介（英文）

Wind energy is one major sustainable clean energy. In 2010, China's wind energy capacity ranked No. 1 across the world. By the end of 2021, wind turbine capacity reached 330 million kilowatts. With the increase of wind turbine life-cycle and the aging of components, wind turbine inspection becomes a key factor in the sustainable development of wind power. At present, manual detection and UAV detection are two commonly used methods; However, there are many disadvantages such as low efficiency, poor accuracy, large potential casualties, and inability to carry out preventive inspection.

This project developed a wind turbine tower permanent magnet wheel climbing NDT robot, which can stably adsorb on the tower body of wind turbine, and freely climbing and moving on the surface of the tower body. Using equipped phased array ultrasonic (PAUT)device, the robot carries out automatic non-destructive testing (NDT) for internal cracks and defects of the tower body. detection data and images are transmitted to the ground operation and maintenance center in a real-time pattern. This project enabled automatic and intelligent in-situ inspecting for wind turbines.

The promotion and application of the project will bring great economic and social benefits to the wind power industry. This project possesses complete intellectual property (IP), and therefore has broad market prospects in China and around the world.

七、展示图片

八、金砖元素

本人作为负责人和参加人，主持和参与多项欧盟和英国项目，两个相关研发项目介绍如下：

2015-2016年，本人作为首席设计师，首次采用钕铁硼强磁新型材料，开发出一种具有“径向N-S磁力线方向”和“周向磁通均强度”特征的新型强磁轮部件，突破了高硬度脆性材料的应用瓶颈。（本人授权的发明专利：风力发电机塔身无损检测强磁轮式吸附攀爬机器人平台，ZL202011600785.8）。该专利技术已经应用在“创新英国”项目，试验效果达到世界先进水平。本项目下一研究阶段计划应用该发明专利技术。

2016-2017年，本人作为研究员，把钕铁硼强磁吸附技术应用在欧盟H2020项目：大型原油储罐无损检测移动机器人项目（项目名称：TankRob；项目编号：701007）。测试结果垂直负载效率超过100%，垂直负载重量大于机器人自重，优于美国德克萨斯公司机器人，进一步证明了上述发明专利技术的世界级水平。