在我国交通基础设施建设飞速发展的背景下,桥梁总数已突破百万座大关,其中服役超 20 年的桥梁占比近 3 成。随着桥梁的大规模管养时代来临,水下结构病害检测成为保障桥梁安全的关键环节。然而,传统的潜水员检测方式存在风险高、成本高、效率低等问题,难以满足现代化桥梁养护的需求。
在这样的背景下,河南师范大学定渊探隐团队凭借多年的技术积累和创新精神,成功研发出一款专为桥梁水下结构病害检测设计的智能机器人,为桥梁水下检测领域带来了新的解决方案。
图 桥梁水下结构病害检测水下机器人实物
该机器人在设计上独具匠心,采用对称结构的八个推进器矢量分布,能够实现浮游状态下的全向运动,即便在乱流中也能保持稳定。同时,针对水下吸附难题,团队设计了绳传动的抱臂夹持机构,为机器人提供了稳定的工作平台。
在控制方面,机器人采用上位机与水下机器人本体相结合的模式,操作人员可以在岸上实时监控水下检测图像和传感器参数,精准操控机器人的各项动作。这种控制方式不仅提高了检测效率,还降低了潜水员作业的风险。
在检测精度上,该机器人展现出显著的优势。项目创新性地设计了基于多源感知数据的多层次病害检测技术框架,利用声呐、光学和应力波等多源感知数据,实现对桥梁水下结构的全方位、多层次病害检测。
经过严格的真实水域测试,该机器人在姿态控制、电源性能和传感器数据采集等方面均表现出色。测试数据显示,机器人能够在不同水深和流速条件下稳定工作,精准完成各项检测任务,为桥梁检测领域提供了一种更加高效、精准的智能检测手段。
目前,我国现存涉水桥梁超 10 万座,水下桩基表面缺陷占比高达 70% 以上。河南师范大学定渊探隐团队的智能检测机器人的问世,为桥梁水下检测领域带来了新的曙光。它不仅能够有效提升检测效率,降低人力成本和作业风险,还能够为我国交通基础设施的安全维护提供有力保障。
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