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2月3日，第二十七屆哈爾濱冰雪大世界的“科技賦能冰雪實(shí)驗(yàn)區(qū)”正式對(duì)外亮相，智能大型冰雕自動(dòng)化搭建機(jī)器人正以毫米級(jí)精度完成冰塊的提升、搬運(yùn)與砌筑。與此同時(shí)，機(jī)器人“軍團(tuán)”其他成員也在不同地區(qū)進(jìn)行測(cè)試，履帶式采冰機(jī)器人在模擬江面平穩(wěn)行駛，車載式型冰機(jī)器人快速切割出標(biāo)準(zhǔn)冰磚，北斗導(dǎo)航加持的劃線機(jī)與開槽機(jī)默契配合，在冰面上勾勒出絢麗圖案。

這五大機(jī)器人從采冰、切冰、搭建到冰景裝飾，全方位革新冰雪產(chǎn)業(yè)作業(yè)模式，為冰雪產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入硬核科技力量。

采冰機(jī)器人：江面作業(yè)“效率王者”，80%效能提升告別“苦役”

“以前采冰全靠人工，幾百人在江面上列隊(duì)作業(yè)，用冰镩鑿、鐵鉤拉，一天下來也采不了多少，還得冒著滑落冰面的風(fēng)險(xiǎn)?！庇兄嗄瓯┦┕そ?jīng)驗(yàn)的老師傅望著眼前的采冰機(jī)器人，感慨萬千。這款履帶式采冰機(jī)器人，正是為破解傳統(tǒng)采冰“效率低、風(fēng)險(xiǎn)高、成本高”的痛點(diǎn)研發(fā)的核心裝備。

采冰機(jī)器人采用履帶式行走設(shè)計(jì)，能在光滑的江面上穩(wěn)穩(wěn)穿行，不受冰層環(huán)境限制。其核心執(zhí)行端配備三把高強(qiáng)度切割鋸，單次可切入冰層1米深，遠(yuǎn)超人工300—400毫米的切割極限，且能一次性切割出兩塊標(biāo)準(zhǔn)長方形冰塊。切割完成后，配套的水上機(jī)器人（水上叉車）隨即登場(chǎng)，通過遙控操作將漂浮在冰面的冰塊精準(zhǔn)引導(dǎo)至傳送帶上，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化轉(zhuǎn)運(yùn)上岸。

“我們?cè)谘邪l(fā)時(shí)就明確，要讓科技既提效又護(hù)人。這款采冰機(jī)器人徹底改變了‘人海戰(zhàn)術(shù)’，將作業(yè)效率提升80%，還能把工人從危險(xiǎn)、艱苦的冰面作業(yè)中解放出來。”哈工大副教授姜文銳介紹道。目前，設(shè)備采用遙控操作模式，配備兩名操作人員分別操控切割機(jī)器人與水上轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備，“明年我們將完成無人化升級(jí)，屆時(shí)從切割到轉(zhuǎn)運(yùn)，全程無需人工介入，真正實(shí)現(xiàn)冰雪原料采集的智能化。”這款機(jī)器人已投入采冰作業(yè)，所采冰塊被妥善儲(chǔ)存，為明年冰雪大世界的建設(shè)提供充足原料，同時(shí)大幅降低了采冰損失率，讓松花江的天然冰資源得到更高效利用。

型冰機(jī)器人：移動(dòng)切割“精準(zhǔn)大師”，效率提升3倍

雪地上，一臺(tái)集裝箱大小的設(shè)備正在進(jìn)行切割演示，短短幾分鐘，一塊不規(guī)則的冰塊就被切割成尺寸精準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)冰磚，切割面光滑平整，直角處無任何崩碎痕跡。這就是被研發(fā)團(tuán)隊(duì)稱為“型冰機(jī)器人”的車載式切冰設(shè)備，它的出現(xiàn)，讓冰磚加工實(shí)現(xiàn)了“隨取隨切、靈活移動(dòng)”。

傳統(tǒng)切冰設(shè)備體積龐大、固定不動(dòng)，需要將采好的冰塊運(yùn)輸至指定加工點(diǎn)切割，不僅耗時(shí)耗力，還容易在運(yùn)輸過程中造成冰塊損耗。而型冰機(jī)器人采用車載設(shè)計(jì)，整體尺寸僅相當(dāng)于一個(gè)集裝箱，可靈活轉(zhuǎn)運(yùn)至各個(gè)施工場(chǎng)地。無論是冰雪大世界的大型場(chǎng)館建設(shè)，還是城市小型冰雪景觀打造，只要將設(shè)備開到現(xiàn)場(chǎng)，就能立即開展冰磚切割作業(yè)，省去了冰塊長途運(yùn)輸?shù)穆闊?。其核心?yōu)勢(shì)不僅在于靈活，更在于效率的跨越式提升，其切削效率較人工提高3倍以上。

姜文銳表示：“傳統(tǒng)人工切割的冰磚往往存在劃痕、崩茬等問題，而我們的設(shè)備通過機(jī)械精準(zhǔn)控制，切割誤差可控制在毫米級(jí)，能嚴(yán)格按照施工需求切割出不同規(guī)格的冰磚，完全滿足高精度搭建需求?！?/p>

搭建機(jī)器人：冰建施工“無人工匠”，35天工期壓縮+2毫米精度

在冰雪建筑搭建現(xiàn)場(chǎng)，門架式的搭建機(jī)器人堪稱“核心擔(dān)當(dāng)”。這款機(jī)器人采用門架式主體結(jié)構(gòu)，配備四個(gè)舵輪四驅(qū)驅(qū)動(dòng)裝置，無論是冰面還是工廠施工場(chǎng)地，都能自由行走，靈活調(diào)整作業(yè)位置。其最大搭建高度可達(dá)13米，跨度方向理論上可實(shí)現(xiàn)無限延伸，既能面對(duì)面施工，也能跨著施工，適配不同形態(tài)、不同規(guī)模的冰雪建筑搭建需求。

搭建機(jī)器人的作業(yè)流程全程自動(dòng)化：自動(dòng)上料設(shè)備將冰塊輸送至提升機(jī)構(gòu)，提升機(jī)構(gòu)將冰塊精準(zhǔn)提升至指定高度，抓取機(jī)構(gòu)穩(wěn)穩(wěn)夾住冰塊后，打磨機(jī)械手對(duì)冰塊進(jìn)行精細(xì)打磨，隨后噴淋裝置進(jìn)行處理，最后夾爪將冰塊精準(zhǔn)放置到搭建位置，整個(gè)過程無需人工干預(yù)，實(shí)現(xiàn)了“無人化搭建”。

“相較于人工搭建，機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)是全方位的?！苯匿J介紹，“我們通過上千次實(shí)驗(yàn)優(yōu)化算法，讓這臺(tái)機(jī)器人的搭建定位精度小于2毫米，遠(yuǎn)高于人工搭建精度。同時(shí)，它效率更高，可以縮短工期?！痹诒緦帽┐笫澜缰?，科技賦能實(shí)驗(yàn)區(qū)的建筑已采用該機(jī)器人搭建，其高效的施工效率和出色的搭建質(zhì)量，得到了業(yè)內(nèi)認(rèn)可。目前，該機(jī)器人已完成樣機(jī)實(shí)驗(yàn)，具備量產(chǎn)能力，未來不僅可應(yīng)用于冰雪大世界，還能推廣至各類冰雪景觀建設(shè)項(xiàng)目。

劃線+開槽機(jī)器人：冰景裝飾“黃金搭檔”，北斗導(dǎo)航勾勒夢(mèng)幻光影

夜幕降臨，松花江面上，一幅3萬平方米的祥云圖案在燈光變換中熠熠生輝，從空中俯瞰，宛如仙境。這一夢(mèng)幻景觀的背后，離不開劃線機(jī)器人和開槽機(jī)器人的功勞。

黑龍江省建筑安裝集團(tuán)李長山介紹，傳統(tǒng)冰面圖案打造需人工標(biāo)點(diǎn)、劃線、開槽，不僅效率低下，誤差可達(dá)數(shù)十厘米，難以呈現(xiàn)復(fù)雜設(shè)計(jì)。而劃線機(jī)器人通過北斗導(dǎo)航定位，定位精度達(dá)厘米級(jí)，工作人員只需輸入圖案路徑，機(jī)器人便可自動(dòng)在冰面勾勒輪廓，無需人工干預(yù)。

緊隨其后的開槽機(jī)器人，配備專業(yè)刀具可精準(zhǔn)控制槽深與槽寬，開出任意形狀的凹槽，開槽精度達(dá)0.5毫米，遠(yuǎn)超人工水平。開槽完成后，工作人員嵌入燈帶并淋水凍結(jié)固定，燈光透過晶瑩冰層呈現(xiàn)出均勻柔和的夢(mèng)幻效果。

李長山表示：“打造祥云圖案，20個(gè)工人開槽需10天，機(jī)器人3天即可完工，如今每個(gè)途經(jīng)江北的航班都能捕捉到這幅光影奇觀。”

全產(chǎn)業(yè)鏈賦能，冰雪產(chǎn)業(yè)邁入數(shù)智時(shí)代

這五大冰雪機(jī)器人，并非孤立存在，而是覆蓋“采冰—切冰—搭建—?jiǎng)澗€—開槽”的全產(chǎn)業(yè)鏈冰雪裝備體系。從原料獲取、加工處理到建筑搭建、景觀裝飾，每個(gè)環(huán)節(jié)都實(shí)現(xiàn)了科技賦能，徹底改變了冰雪產(chǎn)業(yè)傳統(tǒng)的“人海戰(zhàn)術(shù)”作業(yè)模式。

姜文銳介紹，除了已投入試驗(yàn)和應(yīng)用的五大機(jī)器人，研發(fā)團(tuán)隊(duì)還在持續(xù)推進(jìn)制冰機(jī)等更多冰雪裝備的研發(fā)。新研發(fā)的制冰機(jī)采用風(fēng)冷技術(shù)，添加特殊成分，解決了傳統(tǒng)制冰機(jī)冰塊氣泡多、強(qiáng)度韌性不足的問題，制出的冰塊透光率達(dá)90%，晶瑩剔透如玻璃一般。同時(shí)，通過風(fēng)場(chǎng)調(diào)控，制冰機(jī)能耗比傳統(tǒng)方式降低30%，且可在夏季制冰，滿足室內(nèi)冰雪場(chǎng)館等全年性冰雪項(xiàng)目的需求。

李長山表示：“這套全產(chǎn)業(yè)鏈冰雪機(jī)器人的成功研發(fā)與應(yīng)用，是高校技術(shù)創(chuàng)新與企業(yè)實(shí)踐落地的完美結(jié)合，不僅破解了冰雪產(chǎn)業(yè)長期以來的作業(yè)痛點(diǎn)，更推動(dòng)哈爾濱冰雪產(chǎn)業(yè)從‘人工密集型’向‘科技驅(qū)動(dòng)型’轉(zhuǎn)型，為全球冰雪產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了可復(fù)制、可推廣的‘中國方案’?！?/p>

（受訪者供圖）