貴州省水利院設(shè)計(jì)出“小精靈”管道測(cè)量機(jī)器人,專門用于堆石壩的內(nèi)部變形監(jiān)測(cè),可實(shí)時(shí)反饋監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),使大壩變形問(wèn)題能夠早發(fā)現(xiàn)、早修復(fù)。
堆石壩是一種用于截河攔水的堤堰,大壩在施工期和運(yùn)行期都會(huì)出現(xiàn)內(nèi)部變形,是安全監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在大壩修建初期,建設(shè)方可預(yù)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(zhì)的U型管道。后期測(cè)量時(shí),只需在預(yù)設(shè)管道內(nèi)放置管道機(jī)器人,通過(guò)測(cè)量管道的三維曲線而到大壩內(nèi)部變形的數(shù)據(jù)。
該管道測(cè)量機(jī)器人由深圳大學(xué)牽頭,貴州省水利院參與設(shè)計(jì),主要由行走單元、里程測(cè)量單元、慣性測(cè)量裝置和集成控制單元組成。行走單元采用同步對(duì)中結(jié)構(gòu),保證車體對(duì)中到管道軸線上;里程測(cè)量單元采用三個(gè)獨(dú)立伸縮測(cè)量輪,增強(qiáng)系統(tǒng)魯棒性;慣性測(cè)量單元測(cè)量車體運(yùn)動(dòng)加速度和角速度;集成控制單元對(duì)多傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行集成采集。目前,管道機(jī)器人已申請(qǐng)發(fā)明專利,并準(zhǔn)備在貴州省科技廳立項(xiàng)。
據(jù)管道測(cè)量機(jī)器人研發(fā)者——深圳大學(xué)校長(zhǎng)、國(guó)際歐亞科學(xué)院院士李清泉介紹,過(guò)去監(jiān)測(cè)水壩是采用水管式沉降儀測(cè)垂直位移、引張線式水平位移計(jì)測(cè)水平位移兩種方法,但是當(dāng)供水線路較長(zhǎng)時(shí),水管式沉降儀容易造成管路堵塞,而引張線式水平位移計(jì)的銦鋼絲容易斷裂造成回彈,并且這2種傳感器采用的是點(diǎn)式測(cè)量,而不是連續(xù)觀測(cè),無(wú)法得到內(nèi)部的整體變形結(jié)果。
目前,該管道測(cè)量機(jī)器人已經(jīng)用于貴州兩個(gè)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(yù)設(shè)管道,待工程竣工后即可開始實(shí)施監(jiān)測(cè);從江縣宰章水庫(kù)壩自2017年起開始實(shí)施監(jiān)測(cè),每月對(duì)壩體內(nèi)部情況進(jìn)行一次數(shù)據(jù)傳送,并將數(shù)據(jù)通過(guò)后臺(tái)程序處理生成成果報(bào)告,便于有關(guān)部門及時(shí)根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)程度采取對(duì)應(yīng)措施。