拆除机器人如何提高工业应用中的效率和安全性

这些紧凑型机器配备底盘、液压臂和专用附件，旨在破碎混凝土、钢材和砖石结构，适用于从狭小的室内空间到大型工业拆除项目，无论是在地下还是烟囱顶部。大多数机器采用电动机驱动，并以其极高的功率体积比而著称。

Next Level Demolition 公司使用遥控机器人拆除了立陶宛 Akmenė 水泥厂的两根烟囱（图片：Next Level）。

更安全的解决方案

就供应商而言，市场由两家制造商主导，分别是Brokk和Husqvarna Construction，这两家制造商都起源于瑞典。

布罗克公司于1976年提出了拆除机器人的概念，并在整个20世纪80年代和90年代持续研发新型号。到1994年，该公司在全球的销量已超过1000台。在20世纪90年代和21世纪初，这项技术逐渐成为主流，并在接下来的十年中拓展到核设施退役、隧道挖掘、采矿和其他危险环境等专业应用领域。

Brokk Inc. 销售和市场营销副总裁 Jeff Keeling 表示：“机器人拆除机为在危险环境中开展项目提供了一种更安全的解决方案，例如高温、烟雾甚至有毒物质的场所。它们非常适合工作人员无法进入的区域，而且无线遥控功能允许操作员在距离机器 300 米（984 英尺）的安全位置进行操作。”

他表示，大多数情况下，当承包商需要在狭小的空间内安装重型设备，或者在操作员坐在挖掘机里会很危险的情况下，他们会考虑使用拆除机器人。

“拆除机器人在‘自上而下’的拆除等应用中表现出色。例如，如果一个团队要拆除一个高空挖掘机无法触及顶部的烟囱，他们可能会使用起重机将拆除机器人定位在烟囱顶部，并将其拆解，直到高空挖掘机能够到达为止，”他说。

“将操作员放置在正在移动的材料下方的驾驶室中是危险的，但遥控拆除机器人可以让操作员远离危险的坠落碎片。”

主要要求

富世华 DX 145（图片来源：Husqvarna）

胡斯华纳的DXR系列拆除机器人于2009年首次上市，广泛应用于建筑项目、工业领域以及采矿和隧道作业。该系列机器人可配置多种出厂预装功能包，以适应不同的附件和工作条件。

新增的液压功能使操作人员能够精确控制旋转抓斗和剪切器等附件，而增强的冷却系统则使某些型号能够在包括水泥窑和钢铁厂在内的高温环境中持续全功率运行。此外，还提供隔热保护组件，用于除渣等作业，保护关键部件免受辐射热和传导热的影响。

“操作员和整个工地安全是 Husqvarna 最重要的核心原则之一，”拆除机器人全球产品经理 Daniel Lundberg 表示，并指出操作员在使用拆除机器人时始终保持安全距离非常重要。

他解释说：“在某些应用场景中，远程操作至关重要，因为这些场景的环境可能存在跌倒、结构坍塌、极端温度或辐射热等风险。”

当被问及客户最常提出的技术改进需求时，他表示，功率始终是关键需求。“客户希望机器能够长时间稳定运行，无需停机或维修。可靠性和稳定性至关重要，但可维护性对于确保产品的使用寿命也起着重要作用。”

他表示，采用电动机驱动液压系统的电液系统意味着“巨大的动力被压缩在一个紧凑的体积内”。

这意味着该机器人能够提供破碎作业所需的力，同时保持足够小的尺寸，以便在受限的工业空间内进行操作，使其能够在大型机器无法工作的工厂和建筑物内发挥作用。

劳工问题

拆除机器人还能缓解当前市场劳动力短缺的部分问题，因为它们可以让规模小得多的团队在危险的工业场所完成原本需要更多人手才能完成的工作。此外，它们还能帮助满足日益严格的监管要求和有关工作条件的新法规，以及应对时间压力。

Brokk公司的杰夫·基林表示：“近几年来，劳动力短缺问题并没有好转，而且还有很多项目需要完成。一台拆除机器人就能替代过去需要10到20人的两到三人团队，这使得项目在劳动力短缺的情况下也能顺利进行。”

除了面临劳动力短缺的压力外，不断上涨的劳动力成本也增强了拆除机器人的商业价值。

“在安全性和效率需求不断增长的推动下，市场正在稳步增长。在某些情况下，与延长工时和振动暴露相关的法规也促进了机器人的应用，”伦德伯格说。“劳动力成本的上升是另一个因素，使得拆除机器人成为一种越来越经济高效的解决方案。”

附着力

Darda混凝土破碎机附件（图片：Darda）

2006 年，Brokk 收购了德国附件制造商 Darda。该公司开发高性能附件，包括混凝土破碎机、钢材剪切机、切割机和用于拆除机器人的劈裂缸。

Darda GmbH 的销售总监 Bernd Ströbele 表示，在选择附件时，功率重量比是最关键的因素之一，他解释说，目标是在保持附件重量较低的同时，实现尽可能高的破碎或切割性能。

他表示，尽管附件设计紧凑，但Darda的增压系统能够产生极高的破碎和切割力，这意味着小型机器也能达到与大型机器相媲美的拆除性能。“这种性能在难以触及的区域、承重能力有限的天花板或室内拆除项目中至关重要，”Ströbele说道。

Darda公司生产的小型轻便混凝土剪——例如重量仅为150公斤（330磅）的CC340——目前需求量很大。据Ströbele介绍，拆除承包商可以使用较小的运输车来操作这种剪板机，而无需担心增加机器重量或运输成本。

“其他受欢迎的附件包括我们的钢材切割工具——钢材剪和多功能切割器。它们同样受益于高功率重量比原理，并被用于诸如工业设施内部快速拆除等项目。”

耐火材料拆除

机器人拆除技术也应用于狭小的工业空间。总部位于北爱尔兰的专业机器人设备制造商 Leonard（原名 G. Leonard）致力于研发和部署用于耐火材料清除和工业维护的机器人系统。

具体而言，该公司为水泥、金属加工、能源、电力、垃圾发电、生物质能、玻璃和土木工程等行业提供机器人耐火材料拆除、安装和工业维护服务。其业务遍及欧洲、北美、中东、非洲和亚太地区。

Leonard 最近推出了一系列新型 Descender 机器人拆除和安装臂，这些机械臂可以远程操作，用于拆除水泥厂和其他工业设备内部的衬里和堆积物。

总经理马克·伦纳德（图片：伦纳德）

水泥行业仍然是该公司的核心市场，但该公司计划进一步拓展到邻近的重工业领域，这些领域普遍存在耐火材料衬里的高温密闭空间设施。在这些领域，传统的耐火材料移除方法可能需要施工人员在停机期间进入不稳定、密闭和/或冷却的结构，操作人员将面临安全和时间方面的双重压力。

“我们的耐火材料和拆除解决方案已经证明，在停工期间，不仅可以大幅提高生产效率，还能显著提高关键路径的安全性和效率，”总经理马克·伦纳德说道。

“我们正在帮助缩短这些时间，同时也能让更多的人远离危险，因此我们看到了巨大的增长潜力和对我们技术的高需求。”

未来发展

过去五十年间，拆除机器人已成为工业拆除领域处理高难度、高危险作业的核心工具。那么，在不久的将来，我们能期待该领域有哪些发展呢？

“我们看到的机器本身的大部分改进都集中在性能微调和效率提升上。最大的进步在于操作人员找到了使用机器的新方法，”基林说。

他解释说，希望最大限度提高拆除机器人盈利能力的承包商会带着独特的项目来找他们。“我们会帮助他们寻找完成任务的替代方案。有时，这会导致开发出全新的附件，”他补充道。“过去，我们曾为一些项目开发过专用附件，例如螺旋桩安装、用于切割金属的焊炬以及用于狭小空间作业的改良型钻臂。”

Darda 公司的 Bernd Ströbele 也认为，提高效率是拆除机器人未来发展的关键：“在选择用于拆除的机器和附件时，决定性因素不再仅仅是机器的大小，而是它完成任务的效率。”

胡斯华纳公司的丹尼尔·伦德伯格在总结中表示，该公司DXR拆除机器人将继续拓展应用领域，“帮助企业和操作人员更安全、更高效地完成日益复杂和危险的任务”。他预测，半自动或人工智能辅助拆除系统将在未来五到六年内“在一定程度上”实现商业化。