От высотки до вашего дома: эволюция робота для мытья стекол

Задолго до того, как маленький квадратный робот когда-либо скользил по окну гостиной, инженеры уже боролись с гораздо более масштабной и гораздо более опасной версией той же проблемы: как поддерживать чистоту стеклянных фасадов огромных небоскребов, не подвергая при этом рабочих-людей серьезному риску. Мытье окон на высоте неизменно входит в число наиболее опасных работ, связанных с современным обслуживанием зданий, поскольку рабочие исторически полагались на подвесные леса, системы веревочного доступа и качающиеся платформы, подвергающиеся ветру, жаре и реальному риску падения каждый раз, когда они идут на работу. Именно в этой коммерческой среде с высокими ставками, а не на рынке жилья, фактически начались первые серьезные инженерные усилия по автоматизированной очистке стекла.

Путь от этих массивных промышленных систем к компактным и доступным роботам, которые сейчас продаются для домашнего использования, представляет собой поистине захватывающую историю перехода технологий из экстремального и высокого риска профессионального применения в доступный потребительский продукт. Многие из основных инженерных задач поразительно схожи в обеих категориях, поскольку любое устройство, пытающееся очистить вертикальное стекло, должно решать одни и те же основные проблемы надежного крепления, точной навигации и надежных систем безопасности, независимо от того, взбирается ли оно на сорокапятиэтажную офисную башню или протирает единственную раздвижную стеклянную дверь в чьей-то гостиной. Понимание этой общей инженерной линии действительно углубляет вашу признательность за маленького, скромного робота, которого теперь многие домовладельцы используют, не задумываясь.

В этой статье прослеживается полная эволюция, начиная с самых ранних ручных и полуавтоматических подходов, использовавшихся на небоскребах, и заканчивая настоящими прорывными моментами, когда полностью роботизированные системы наконец оказались жизнеспособными для коммерческого использования в высотных зданиях, и отслеживая технологию, которая постепенно перешла в жилую категорию, с которой сегодня знакомо большинство потребителей. Попутно мы рассмотрим конкретные компании и системы, которые продвинули эту эволюцию вперед, а также инженерные компромиссы, на которые пришлось пойти, чтобы сжать технологию промышленного масштаба до чего-то, что реально могло бы находиться в типичном домашнем чулане между использованиями.

Связаться с нами

Опасное происхождение ручной мойки окон высотных зданий

До того, как появилась какая-либо значимая автоматизация, мытье окон высотных коммерческих зданий почти полностью зависело от людей, работающих в действительно опасных условиях - практика, которая берет свое начало более века назад, с самых первых дней строительства небоскребов. Исторически рабочие использовали простые подвесные сиденья, известные как стулья боцмана, по существу представляющие собой базовую платформу, спускаемую на веревке с крыши здания, подвергая отдельных уборщиков значительному риску падения с относительно минимальным по современным стандартам защитным снаряжением. Этот подход постепенно превратился в более структурированные системы, включающие подвесные леса и, в конечном итоге, специальные подразделения по обслуживанию зданий, по сути, краноподобные устройства, постоянно установленные на многих современных небоскребах специально для безопасного спуска уборщиков и оборудования вдоль внешнего фасада здания.

Даже несмотря на эти усовершенствования оборудования, фундаментальные риски, связанные с работой, так и не исчезли полностью, поскольку рабочие по-прежнему работали на экстремальной высоте, подвергаясь непредсказуемым ветровым условиям, сильному теплу, отражающемуся от стеклянных поверхностей, и постоянной возможности выхода оборудования из строя. В руководящих принципах промышленной безопасности уже давно признана скорость ветра критическим эксплуатационным пределом: многие компании прекращают операции по ручной очистке, когда скорость ветра превышает порог около двадцати пяти миль в час, поскольку в таких условиях управлять подвесной платформой становится действительно сложно и опасно. Такое сочетание физической опасности, зависимости от погоды и чисто физических требований, предъявляемых к работе, создало сильное постоянное давление в отрасли обслуживания коммерческих зданий с необходимостью найти более безопасную и более последовательную альтернативу.

Техники-альпинисты или специалисты по веревочному альпинизму, которых иногда называют промышленными альпинистами, представляют собой еще один ручной подход, который до сих пор используется для определенных сложных геометрических форм зданий, с которыми автоматизированным системам все еще трудно эффективно справиться. Этот метод, возникший более ста лет назад в различных формах, предполагает спуск высококвалифицированных людей по внешней стороне здания с использованием специального альпинистского снаряжения, что обеспечивает значительную гибкость для навигации по архитектурным особенностям, углублениям и неправильным формам фасада, с которыми чисто механическая система не может справиться. Несмотря на такую ​​гибкость, очистка веревочного доступа по-прежнему требует много времени, физических усилий и зависит от сокращающегося числа специально обученных рабочих, готовых регулярно выполнять действительно опасную работу на экстремальной высоте.

Первые автоматизированные системы для коммерческих фасадов

Поскольку высота зданий продолжала увеличиваться на протяжении всего двадцатого века, инженеры начали разрабатывать первые автоматизированные и полуавтоматические системы, специально предназначенные для уменьшения зависимости от ручных бригад по уборке высотных зданий, хотя по современным стандартам эти первоначальные усилия были скорее механическими, чем интеллектуальными. Некоторые из самых ранних задокументированных попыток автоматизации относятся к концу 1960-х годов, когда в этот период в Японии появились сообщения об экспериментальных автоматизированных системах мытья окон, что представляет собой одни из первых серьезных инженерных усилий по ограждению рабочих-людей от прямого воздействия наиболее опасных аспектов мойки стекол высотных зданий. Эти ранние системы, как правило, были гораздо более ограниченными, чем что-либо, напоминающее по-настоящему автономного робота, и обычно полагались на фиксированные пути или рельсовые системы, постоянно установленные на внешней стороне здания, чтобы направлять механизированную уборочную установку по заранее определенному пути.

В течение следующих десятилетий компании, базирующиеся в основном в регионах с быстро растущим количеством высотных зданий, продолжали совершенствовать эти механизированные подходы, а базирующаяся в Швейцарии компания Serbot стала одним из наиболее заметных первых игроков, специально сосредоточившихся на технологии автоматизированной очистки фасадов. Ранние системы Serbot, в том числе продукт, позже известный как GEKKO, основывались на запатентованной технологии всасывания, позволяющей надежно прикреплять устройство к стеклянным поверхностям при перемещении по экстерьеру здания, что представляло собой значительный прогресс в направлении настоящей автоматизации, хотя эти системы все еще обычно требовали значительного человеческого контроля и настройки для каждой отдельной операции по уборке. В отчетах примерно за 2010 год описывается контракт Serbot с крупными городами Ближнего Востока на помощь в автоматизации уборки все более амбициозных проектов стеклянных небоскребов, что отражает растущий коммерческий спрос на автоматизированные решения, поскольку высота зданий и площадь стеклянных поверхностей продолжают расти во всем мире.

Быстрый бум строительства небоскребов в Китае в последующие годы создал особенно высокий спрос на автоматизированные решения для очистки фасадов, учитывая огромный объем высотных зданий, возводимых ежегодно по всей стране. Компании на этом рынке, в том числе такие фирмы, как Pufeng Intelligent Technology, разработали специальные автономные системы мытья окон, специально предназначенные для коммерческих высотных зданий, отражая реальность того, что конкретный региональный строительный бум создал реальное коммерческое давление для решения этой проблемы в масштабе, а не полагаться на неопределенный срок на ручные бригады для постоянно растущего числа стеклянных башен.

Революционный момент в области полностью роботизированной уборки высотных зданий

Особенно важной вехой в этой эволюции стало внедрение системы под названием Ozmo, разработанной тель-авивской компанией Skyline Robotics, которую компания описывает как первую в мире полностью роботизированную систему для мытья окон высотных зданий. Эта система была развернута в 45-этажном офисном здании класса А в Нью-Йорке, что ознаменовало то, что компания и отраслевые обозреватели охарактеризовали как настоящий прорыв, поскольку она представляла собой первый пример небоскреба, полагающегося на полностью автоматизированную роботизированную систему для текущего обслуживания окон, а не на какую-либо форму полуавтоматической или механической системы с участием человека. Это развертывание последовало за строгими процессами тестирования и одобрения регулирующих органов, что отражает действительно высокие ставки, связанные с сертификацией любой системы, предназначенной для автономной работы снаружи многоэтажного здания.

Инженерный подход, лежащий в основе этой революционной системы, включал в себя технологию, непосредственно заимствованную из более широкой индустрии автономных транспортных средств, с использованием сложного картографического и навигационного программного обеспечения, адаптированного специально для решения уникальной задачи масштабирования стеклянного фасада здания, а не движения по дороге. Система работает, опускаясь в корзину из существующего блока технического обслуживания здания, а затем используя свой встроенный навигационный интеллект для составления карты фасада и систематической его очистки по мере продвижения по внешней стороне здания, прежде чем ее перемещают вбок, чтобы начать следующий вертикальный проход. Этот подход специально устранял одно из постоянных ограничений более ранних полуавтоматических систем, поскольку предыдущие автоматизированные подходы на основе роликов обычно считались ненадежными с точки зрения фактического достижения полного покрытия и в основном ограничивались зданиями высотой менее десяти этажей.

Этот прорыв имел значение далеко за пределами одного здания, где он был впервые развернут, поскольку он был непосредственно нацелен на отрасль, которую сама компания оценивает примерно в сорок миллиардов долларов во всем мире, представляя автоматическую уборку высотных зданий не просто как интересную инженерную демонстрацию, но и как подлинное коммерческое решение проблемы постоянной нехватки рабочей силы и постоянной ответственности за безопасность в индустрии профессионального обслуживания зданий. После этого первоначального внедрения компания объявила о планах расширения в других крупных городах по всему миру, отражая искреннюю коммерческую уверенность в том, что полностью роботизированная уборка высотных зданий наконец-то перешагнула порог от экспериментальной технологии до жизнеспособной, масштабируемой коммерческой услуги.

Как промышленные технологии начали доходить до потребителей

В то время как эти крупномасштабные коммерческие системы разрабатывались и совершенствовались для применения в небоскребах, параллельная и значительно более доступная ветвь робототехники для мытья стекол начала появляться специально для жилых и небольших коммерческих помещений, заимствуя основные инженерные концепции из промышленной стороны, одновременно значительно упрощая и миниатюризируя фактическое оборудование. Фундаментальный принцип крепления на основе всасывания, который позволяет массивным промышленным роботам цепляться за фасады небоскребов, напрямую, в гораздо меньших масштабах, преобразуется в всасывающие двигатели, которые удерживают компактного потребительского робота надежно прикрепленным к одному оконному стеклу жилого дома. Этот общий основополагающий принцип означал, что компаниям, занимающимся потребительской робототехникой, не нужно было изобретать совершенно новую методологию крепления с нуля, а вместо этого можно было адаптировать и сократить масштабы технологии всасывания, которая уже доказала свою эффективность в гораздо более сложных промышленных условиях.

Навигационные технологии пошли по аналогичному пути развития: потребительские роботы приняли упрощенные версии принципов картографирования и обнаружения препятствий, первоначально разработанных для гораздо более сложных промышленных приложений, перемещающихся по неровным фасадам зданий. Там, где промышленной системе может потребоваться нанести на карту всю многоэтажную стеклянную навесную стену с многочисленными архитектурными углублениями и структурными вариациями, потребительскому роботу нужно всего лишь нанести на карту сравнительно простую, последовательную прямоугольную форму одного домашнего окна, что позволяет производителям реализовать значительно упрощенные массивы датчиков и навигационное программное обеспечение, в то же время достигая надежных результатов для гораздо более узкого диапазона поверхностей, с которыми фактически должен работать жилой продукт. Это упрощение оказалось важным для того, чтобы сделать потребительских роботов коммерчески жизнеспособными, поскольку затраты на датчики и вычисления, связанные с полномасштабными промышленными навигационными системами, сделали бы бытовой продукт непомерно дорогим для типичного семейного бюджета.

Инженерия безопасности представляет собой, пожалуй, наиболее непосредственно унаследованный элемент в обеих категориях, поскольку фундаментальная задача предотвращения падения устройства с вертикальной стеклянной поверхности применима с одинаковой серьезностью, независимо от того, является ли это устройство массивным промышленным роботом, спускающимся с сорока пяти этажей, или небольшим потребительским блоком, прикрепленным к окну спальни на втором этаже. Производители потребительских роботов приняли ту же философию многоуровневой безопасности, которая впервые использовалась в промышленности, сочетая непрерывный мониторинг всасывания со специальными физическими предохранительными ремнями и множеством резервных отказоустойчивых механизмов, уменьшенных соответствующим образом для гораздо более низких ставок и меньшего веса, присущих бытовому продукту, но построенных по сути на тех же принципах снижения риска, эффективность которых промышленные инженеры уже доказали в гораздо большем и более опасном масштабе.

Категория современных потребительских оконных роботов обретает форму

Поскольку эта технология продолжала уменьшаться и упрощаться, потребительский робот для мытья окон в конечном итоге превратился в отдельную категорию продуктов, дополненную специализированными брендами, конкурирующими наборами функций и настоящим розничным рынком, а не остался нишевой новинкой или исследовательским любопытством. Ранние потребительские модели были относительно простыми по сравнению с тем, что доступно сегодня, обычно требуя постоянного подключения к электропитанию и предлагая довольно ограниченный навигационный интеллект, но, тем не менее, они представляли собой значимое доказательство концепции того, что основная промышленная технология действительно может быть успешно адаптирована для повседневного использования в жилых домах по доступной цене для типичных домовладельцев.

Последующие поколения потребительских роботов постепенно сокращали разрыв между базовой проверкой концепции и по-настоящему сложной бытовой техникой, включая все более усовершенствованное навигационное программное обеспечение, специальное оборудование для очистки углов и кромок, беспроводную работу от батарей и автоматизированные станции для мытья подушек, которые могли бы показаться подлинными роскошными функциями даже на самых ранних потребительских моделях. Столь быстрые темпы инноваций, ориентированных на потребителя, отражают как растущую конкуренцию среди производителей, специально нацеленных на эту категорию, так и естественный процесс созревания, свойственный большинству новых категорий потребительских технологий, когда ранние последователи постепенно уступают место более широкому массовому рынку, требующему более совершенных, надежных и полнофункциональных продуктов, прежде чем совершить покупку.

Сегодняшние потребительские роботы для мытья окон, хотя и значительно меньше и менее сложны, чем их промышленные предшественники, по-прежнему несут в себе ту же основную инженерную ДНК, впервые доказавшую свою эффективность на фасадах небоскребов десятилетия назад, адаптированную и усовершенствованную поколение за поколением специально для нужд и бюджетных ограничений повседневного домашнего хозяйства. Эта связь между высокими коммерческими установками и небольшим устройством, стоящим на кухонном окне, представляет собой поистине убедительный пример того, как специализированная промышленная инженерия, изначально разработанная для решения экстремальной и опасной профессиональной проблемы, может в конечном итоге превратиться в доступный, недорогой продукт, которым пользуются обычные потребители, не обязательно осознавая его технологическое происхождение с удивительно высокими ставками.

Заключение

Эволюция робота для чистки стекол представляет собой по-настоящему захватывающую инженерную историю, которая начинается не в лаборатории бытовой электроники, а на опасной, продуваемой ветрами внешней стороне некоторых из самых высоких зданий в мире, где появились первые концепции автоматизированной очистки, специально предназначенные для защиты людей от работы, давно признанной одной из наиболее опасных ролей, связанных с современным обслуживанием зданий. Начиная с первых механизированных путевых систем в конце 1960-х годов и заканчивая настоящим прорывом полностью автономных роботизированных вооруженных систем, которые сейчас работают на оккупированных небоскребах, коммерческий сегмент этой технологии для высотных зданий продолжает быстро развиваться, движимый сочетанием постоянных проблем безопасности и огромного адресуемого рынка в глобальной индустрии обслуживания зданий.

Параллельно с этими крупномасштабными промышленными разработками значительно более доступная ветвь той же базовой технологии постепенно превратилась в компактных и доступных потребительских роботов, которые теперь продаются специально для домашнего использования, адаптируя проверенные принципы всасывания, навигации и безопасности своих промышленных предшественников, одновременно значительно упрощая используемое аппаратное и программное обеспечение, чтобы соответствовать реалистичному семейному бюджету и потребностям. В следующий раз, когда вы будете наблюдать, как маленький робот тихо скользит по окну вашей гостиной, действительно стоит вспомнить, что основополагающие инженерные принципы, обеспечивающие такое удобство, напрямую связаны с гораздо более драматичными и опасными усилиями по обеспечению безопасной чистоты небоскребов, линией, соединяющей ваш дом с некоторыми из самых высоких зданий в мире.

Часто задаваемые вопросы

Когда впервые появилась технология автоматического мытья окон для высотных зданий?

Некоторые из самых ранних задокументированных попыток автоматизированного мытья окон относятся к концу 1960-х годов, когда в Японии сообщалось о первых экспериментальных системах, хотя эти первоначальные подходы были значительно более механическими и ограниченными по сравнению с полностью автономными роботизированными системами, которые сейчас используются на современных небоскребах.

Что стало прорывным моментом для полностью роботизированной мойки окон высотных зданий?

Важной вехой стало развертывание полностью роботизированной вооруженной системы под названием Ozmo в сорокапятиэтажной офисной башне в Нью-Йорке, что ознаменовало то, что отраслевые обозреватели назвали первым примером небоскреба, полностью полагающегося на полностью автоматизированную роботизированную систему для текущего обслуживания окон.

Как технология промышленного мытья окон повлияла на потребительских роботов

Бытовые роботы адаптировали основные промышленные принципы, включая крепление на основе всасывания, сенсорную навигацию и многоуровневые системы безопасности, значительно уменьшив эти концепции, чтобы они соответствовали меньшему размеру, более низкой стоимости и более простым требованиям к поверхности типичных жилых окон по сравнению со сложными фасадами коммерческих зданий.

Являются ли роботы для мытья окон в высотных зданиях и роботы для домашних окон одной и той же технологией?

Они разделяют одни и те же фундаментальные инженерные принципы в отношении всасывания, навигации и безопасности, но высотные промышленные системы значительно больше, дороже и сложнее, поскольку они должны безопасно отображать и очищать сложные многоэтажные коммерческие фасады, а не одно, относительно простое оконное стекло жилого дома.

О Линчинко

Компания Lincinco Technology Co Ltd, основанная в 2018 году, является надежным производителем интеллектуальных роботов-уборщиков, включая роботы-пылесосы, пылесосы для влажной и сухой уборки, средства для мытья окон, средства для чистки бассейнов и газонокосилки.

Имея более 65 экспертов в области исследований и разработок и более 100 патентов на продукцию, компания управляет двумя производственными базами в Китае (Дунгуань и Хэнъян) площадью более 75 000 квадратных метров. На этих предприятиях работают более 600 человек, имеется более 135 термопластавтоматов и 22 сборочные линии, годовая мощность которых составляет 5 миллионов единиц продукции.

Lincinco имеет сертификаты ISO 9001, ISO 45001, BSCI, CCC, CB, CE и RoHS, а также сотрудничает с мировыми брендами, включая Haier, Dreame, Anker, Xiaomi, Karcher, Midea и Aldi, которые экспортируют свою продукцию в более чем 30 стран мира. Посетите страницу «О нас» .