在2019年數博會上,貴州省水利水電勘測設計研究院帶著一臺管道測量機器人參展。該機器人專門用于堆石壩內部變形監(jiān)測,可實時反饋監(jiān)測數據,使大壩變形能夠早發(fā)現、早修復。
堆石壩是一種用于截河攔水的堤堰,大壩在施工期和運行期都會出現內部變形,是安全監(jiān)測的重點和難點。在大壩修建初期,建設方可預先在壩體高程2/3處(壩體最容易變形的地方)埋入一種特殊材質的U型管道,后期測量時只需在預設管道內放置管道機器人,通過測量管道的三維曲線得到大壩內部變形的數據。
管道測量機器人主要由行走單元、里程測量單元、慣性測量裝置和集成控制單元組成。行走單元采用同步對中結構,保證車體對中到管道軸線上;里程測量單元采用三個獨立伸縮測量輪,增強系統魯棒性;慣性測量單元測量車體運動加速度和角速度;集成控制單元對多傳感器數據進行集成采集。目前,管道機器人已申請發(fā)明 ,并準備在貴州省科技廳立項。
過去監(jiān)測水壩是采用水管式沉降儀測垂直位移、引張線式水平位移計測水平位移,但是當供水線路較長時,水管式沉降儀容易造成管路堵塞,而引張線式水平位移計的銦鋼絲容易斷裂造成回彈,并且這兩種傳感器采用的是點式測量,而不是連續(xù)觀測,無法得到內部的整體變形結果。
目前,管道測量機器人已用于貴州兩個新建大壩。其中,正在修建的夾巖水利樞紐及黔西北供水工程已預設管道,待工程竣工后即可開始實施監(jiān)測;從江縣宰章水庫壩自2017年起開始實施監(jiān)測,每月對壩體內部情況進行一次數據傳送,并將數據通過后臺程序處理生成成果報告,便于有關部門及時根據風險程度采取對應措施。
測量機器人作為一種集自動目標識別、自動照準、自動測角與測距、自動目標跟蹤、自動記錄于一體的測量平臺,通過“智能化”先進手段,對傳統施工實現了諸多優(yōu)化:一是快捷。一個機器人每天就能解決500個定位,比傳統人工方法提高了5倍;二是精準??梢罁﨎IM模型,自動生成定位點,定點放樣,所見即所需,誤差精確到毫米。三是優(yōu)質低耗,放樣點位一次成功,避免了返工,同時可視化的操作界面,三維放樣,自動生成放樣報告,還有高效智能的操作流程,大大提升了工作效率。
標簽: 管道監(jiān)測機器人
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