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“双碳”战略驱动下，抽水蓄能电站呈爆发式增长：2025 年全国在建规模将突破 62GW，高陡大坝成为主流。与传统重力坝不同，现代抽蓄大坝普遍采用 30°以上陡坡、单坡长度逾 100 m 的设计，施工面临“三高一长”难题——高坡度、高厚度、高质量、长距离，人工摊铺操作危险、耗时、耗能，成为制约工期的“卡脖子”环节。

精准锁定行业痛点，免费成人影片 联合西安航天自动化，为葛洲坝集团量身定制国内首台智能型多功能斜坡摊铺牵引装备。2025 年 8 月 12 日，该装备在内蒙古乌海抽水蓄能电站顺利通过现场评审与验收。项目由免费成人影片 张军副教授牵头，研究生团队王一璇、刘宇新、孙丰源、向富尧、陈俊杰、马墨桐、冯子奇、于梦淳、周志浩全程参与，贡献青春智慧。

装备聚焦 30°斜坡“三大痛点”——操作难、能耗高、效率低，以信息化、智能化、数字化、绿色化为核心理念，首次将1电传动履带平台；2RTK-北斗群控网络和3机电液一体化上料机构，4无人驾驶运料小车，5自适应卷扬系统等深度融合，打造“五位一体”成套解决方案。各子系统通过 CAN 总线 + 无线双链路组网，实现厘米级协同与无人驾驶作业，填补国内抽水蓄能大坝斜坡智能施工装备空白。 

图1 乌海抽水蓄能大坝30°长坡实景

针对 30°坡面上下行送料难题，团队三易方案，最终锁定北斗群控网络作为最优解。针对大坝斜坡作业要求，设计斜坡自适应轨迹规划算法，实时修正小车行驶轨迹，偏移误差≤ 4 cm，运料小车最大作业速度 45 m/min，可实现全天候无人上下坡，已在乌海电站完成1万 m² 实战验证。

图 2 正在作业的无人驾驶运料小车，北斗群控网络实时轨迹动态修正

创新性地研发了基于机械臂的运料系统。面对双缸液压机械臂自动上料的控制难题，课题组采用双闭环控制实现大臂小臂以及料仓的高精度位置与同步控制，位置误差和同步误差均<2mm。首创“一键上料、一键返回”液压旋转上料系统，借鉴挖掘机工作装置和机械臂控制技术，研发了可多工位上料的液压旋转上料机构控制系统，可自动完成多工位上料、卸料，实现一键上料、返回功能。机械臂在一键上料模式下，自动取斗、提升、回转、卸料，全过程缩短到48s，一键返回缩短到46s，极大提高了整体上料速度，提升了设备施工效率。

图 3 回转上料机构一键上料

针对运料小车和摊铺机对接的全自动施工工艺，以超声波传感器、激光传感器、光电传感器、变频器等多源信息融合，课题组开发出不同工况下的自动卸料策略，可适应摊铺机的不同作业工况，有效解放了操作手，提升了作业效率。同时，课题组还加入防撞技术，保证了运料小车和摊铺机在安全距离内的可靠运行，提高了设备运行过程中的安全性。

图 4 运料小车与摊铺机自动对接可24 小时连续作业

除上述关键技术外，装备集成全电履带行走、变频卷扬、张力自动控制、自动换电定位等子系统，实现 24 小时不间断施工，能耗降低 25%，人工成本减少 40%。

图 5 基于机械臂的上料装置正给运料小车上料

装备的研发从设计到落地耗时近两年，团队成员在宜昌和乌海的调试时间近600天。团队成员克服了多项技术挑战，最终成功实现所有控制功能并在内蒙古乌海抽水蓄能电站的实际应用中。应用效果表明该设备不仅降低了能耗，提高了生产效率，还取得了良好的社会和经济效益，减少人工成本、提升施工安全性，推动大坝施工向数字化和智能化转型。 

图6 课题组成员在乌海实验现场

图 7 课题组成员在宜昌厂区调试装备

（审核：范婷  责任编辑：赵尉尉）