日前，教育部公布了中国国际大学生创新大赛（2024）获奖名单，河南职院共斩获金奖1项、银奖2项、铜奖6项，获奖总数位列全国高职院校第一，并首次实现全赛道获奖。今天，我们一起走进银奖项目《智焊小爬虫——野外管道爬行焊接机器人的开拓者》的故事。

扒在两个油气管道之间，围绕缝隙旋转一周，就能准确、快速地把两个管道焊接成功，既安全高效又节省人力。这款产品还有一个很有趣的名字：智焊小爬虫。

在中国国际大学生创新大赛（2024）总决赛上，河南职业技术学院一学生团队耗时两年，数次迭代升级创新研发的这款产品，荣获全国银奖。“因为热爱，才会乐此不疲。未来我们将拓宽应用领域，志做管道焊接领域的‘翘楚潮头’。”团队负责人田朕说。

创新，源于一次野外焊接经历

田朕是河职智能制造学院2022级学生，在入学之前，他陆陆续续有5年焊接经验，而真正促使他做智能焊接项目研发的，是2022年寒假期间的一次野外焊接经历。

2022年年底寒假期间，田朕经人介绍，来到山东一处天然气管道进村建设现场，主要做管道焊接、焊缝外管道清洁等工作。田朕年轻、能吃苦、技能好，在焊接班小组里，还经常吃不消。“管道直径比较大，经常需要吊在上面焊接，冬天冷，穿的厚，焊接时的温度又高，姿势非常难受，脖子、肩膀、腰都疼的很。”田朕说，焊接管道底部时，需要长时间保持弯腰姿势，一天下来，腰根本直不起来。

最重要的是，油气管道作为危险介质的压力管道，焊接质量要求需要达到行业一级标准（最高标准），野外环境有限，又要保证质量，进展就会非常慢。“油气管道中用到的打底焊、填充焊和盖面焊，严重依赖人工焊接，占比达90%以上，而且野外焊接的流程非常复杂，我们曾在几个施工现场做过调研，焊接的速度几乎等于油气管道的建设速度。”田朕说，他不止一次想过，如果有一款可以随着管道弧度展开的智能焊接产品，那该多方便。

尝试，两年技术攻关

说干就干，寒假过完，田朕就组建了研发小组，半年时间研发出初代蟹式环形管道焊接机器人，这款产品有两条弧形夹爪，能在三维空间中沿管道外侧环形移动焊接。“初代产品还有很多BUG，后来在一年时间里，我们四次迭代升级，最终研发出现在的智能焊接小爬虫产品。”田朕介绍。

这款智能焊接小爬虫，移动灵活无偏差，契合野外油气管道施工时的各类场景，在移动焊接时，还能达到焊枪姿态的二次调整，实现焊缝一级质量。目前已经应用在洛阳-新郑航煤管道、济青管道提升改造工程项目中。

“研发的原理并不难，最难的是夹爪的设计。”田朕坦言，夹爪模仿的就是人手，根据油气管道焊接工作性质，简单的抓夹、吸盘是不行的，需要完成抓、握、捏、拧、旋转等不同动作。想完成这些可不容易，驱动、传动、传感器和控制系统都需要搭载，“我们从初代产品到目前的第四代，已经经历了上千次测试。边测试边调整夹爪的力度、灵活度、控制性等。”

为了把产品优化到最好，田朕和团队没少下功夫，短短两年，实现了核心技术的四项突破：无轨导夹爪设计，适配多种口径管道；自适应定位技术，实现环形移动零偏移；焊接方案自主规划技术，匹配最优焊接方案；焊中质量调控技术，可实现焊枪毫秒级响应。

这项弥补行业空白的创新产品一经推出，得到了业内多个专家的一致认可。

坚守，以匠心致初心

创新很难，它需要研发人员在漫长的过程中不断地试错，付出艰辛的努力，才有可能获得成功。

智能焊接小爬虫的成功研发同样不容易。作为项目负责人，田朕好几次病倒在项目现场。最严重的一次是在2024年春天，田朕和项目成员在施工现场测试迭代产品性能，突然感觉脖子以下没了知觉，团队成员赶紧给他搬来凳子，“一屁股坐下去再也动不了了。”

大家叫来120，把田朕送到郑大一附院东区医院，做过一番检查后，主治大夫一脸凝重的对田朕说，腰椎间盘突出已经很严重了，必须得住院治疗。只在医院待了半天，田朕又出现在了施工现场。“没办法，项目到了关键节点，一天都耽误不得。”

就这样，新伤旧痛叠加，田朕硬是撑到了决赛结束，才去医院进行系统理疗。经常有人问田朕，如此拼命值得吗？在田朕看来，这是和生命一样重要的事情。“做焊工四五年，我很清楚焊接的辛苦，才更想发挥自己的价值，做出来好产品，比赛是一个很好的契机，必须要全力以赴。”

深耕，做智能焊接的“探路者”

结果不负众望，在全国决赛上，智能焊接小爬虫在众多项目中脱颖而出，获得银奖。“看到了全国各地的优秀创新项目，我们未来还有很多进步的空间。”

对创新创造来说，投入市场才更有价值。智能焊接小爬虫的研发，在市场中也得到了很好的应用，“我们在2024年成立了公司，目前已达成120万意向额，预计2026年可破千万。”

油气管道作为输送石油天然气的“大动脉”，是保障油气安全的“生命线”，在田朕看来，智能焊接未来还有很大的发展潜力，他想和团队共同做好产品研发，拓宽应用领域，打造智能化、自动化、高质量、安全易用的焊接机器人，做智能焊接的“探路者”。