貴州省水利院設(shè)計出“小精靈”管道測量機器人,專門用于堆石壩的內(nèi)部變形監(jiān)測,可實時反饋監(jiān)測數(shù)據(jù),使大壩變形問題能夠早發(fā)現(xiàn)、早修復(fù)。
堆石壩是一種用于截河攔水的堤堰,大壩在施工期和運行期都會出現(xiàn)內(nèi)部變形,是安全監(jiān)測的重點和難點。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。后期測量時,只需在預(yù)設(shè)管道內(nèi)放置管道機器人,通過測量管道的三維曲線而到大壩內(nèi)部變形的數(shù)據(jù)。
該管道測量機器人由深圳大學(xué)牽頭,貴州省水利院參與設(shè)計,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(jié)構(gòu),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(tǒng)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(shù)據(jù)進行集成采集。目前,管道機器人已申請發(fā)明專利,并準備在貴州省科技廳立項。
據(jù)管道測量機器人研發(fā)者——深圳大學(xué)校長、國際歐亞科學(xué)院院士李清泉介紹,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兩種方法,但是當(dāng)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2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(nèi)部的整體變形結(jié)果。
目前,該管道測量機器人已經(jīng)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(yù)設(shè)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(nèi)部情況進行一次數(shù)據(jù)傳送,并將數(shù)據(jù)通過后臺程序處理生成成果報告,便于有關(guān)部門及時根據(jù)風(fēng)險程度采取對應(yīng)措施。