什么是橋梁檢測(cè)機(jī)器人？

橋梁檢測(cè)機(jī)器人實(shí)際上是一個(gè)可以在橋梁各結(jié)構(gòu)間靈活移動(dòng)的工作平臺(tái),其上集成一系列傳感器并搭載視覺(jué)檢測(cè)裝置。通過(guò)無(wú)線遙控器遠(yuǎn)端控制,機(jī)器人回傳檢測(cè)圖像至地面工作站,上位機(jī)圖像處理程序在線識(shí)別橋梁裂縫特征信息,由檢測(cè)人員或電腦評(píng)估危害等級(jí),指導(dǎo)工程技術(shù)人員進(jìn)行相應(yīng)的維護(hù)措施。

為什么需要橋梁機(jī)器人？

經(jīng)濟(jì)：節(jié)省傳統(tǒng)橋檢方式中的人工費(fèi)用和檢測(cè)車(chē)輛費(fèi)用

高效：機(jī)器人能更方便快速地到達(dá)一些橋檢人員的不易到達(dá)的橋梁死角，如斜拉橋懸索橋的纜索上部，橋墩與梁的間隙等

準(zhǔn)確：人眼識(shí)別橋梁病害的準(zhǔn)確度會(huì)受到橋檢人員的精神狀態(tài)影響，機(jī)器人可不會(huì)累

安全：避免了橋檢人員在檢測(cè)過(guò)程中的一些可能事故

都有哪些橋梁機(jī)器人？

“斜拉橋醫(yī)生”

對(duì)斜拉橋來(lái)說(shuō)，索塔承載了整座橋梁的大部分荷載，索塔的塔壁會(huì)因材料或者環(huán)境因素出現(xiàn)裂縫，其健康狀況直接影響橋梁的安全，但面對(duì)兩三百米高的索塔，現(xiàn)有的檢測(cè)技術(shù)都難以到達(dá)高大索塔的各個(gè)部位。但這些困難，在“斜拉橋醫(yī)生”面前都不是問(wèn)題。

這個(gè)橋梁機(jī)器人的真面目是一套高大索塔裂縫檢測(cè)裝備，能根據(jù)索塔的大小調(diào)節(jié)自身大小，并且可以載人到索塔頂部進(jìn)行人工檢修。

“斜拉橋醫(yī)生”載著高清攝像頭，可以在索塔上上下活動(dòng)掃描，獲取索塔表面裂縫圖像，然后利用數(shù)字圖像成像系統(tǒng)對(duì)裂縫區(qū)域進(jìn)行影像攝取和分析，獲得裂縫的影像寬度、長(zhǎng)度和走向等信息，甚至可以分辨小于0.1毫米的裂紋。

該成果目前已完成室內(nèi)試驗(yàn)，并運(yùn)用于廣西外環(huán)高速公路的大沖溝大橋高大檢測(cè)索塔裂縫檢測(cè)工作中，獲得了驗(yàn)收專(zhuān)家組的一致肯定。

這個(gè)機(jī)器人會(huì)“飛檐走壁”

高架橋壁面缺陷檢測(cè)機(jī)器人是國(guó)內(nèi)首臺(tái)“橋梁檢測(cè)爬壁機(jī)器人”。

這個(gè)長(zhǎng)寬都在20厘米左右的“綠盒子”體重不到1.5公斤，它帶著一對(duì)長(zhǎng)長(zhǎng)的“大觸角”，拖著四個(gè)輪子，通過(guò)無(wú)線控制設(shè)備，能以每分鐘8米的速度在二橋拉索的高塔上慢慢爬行，苗條的身材讓他可以鉆到大橋的橋墩間，在這個(gè)人無(wú)法涉及的部位細(xì)細(xì)巡查。

別看它個(gè)頭小，功能卻一點(diǎn)都不少，它具有密封吸附裝置、移動(dòng)機(jī)構(gòu)、通訊控制和病害檢測(cè)四個(gè)子系統(tǒng)。其中密封吸附是關(guān)鍵技術(shù)，通過(guò)地面遙控裝置發(fā)送的指令，小家伙內(nèi)的離心泵體高速旋轉(zhuǎn)，排出密封腔的氣體，外界的大氣壓強(qiáng)大于密封腔內(nèi)壓強(qiáng)后就讓它能緊緊壓在橋梁壁面上。

它的“大觸角”是病害檢測(cè)系統(tǒng)，讓它能時(shí)刻注視搜尋著橋梁上任何有潛在危險(xiǎn)的地方，并通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將檢測(cè)圖像傳輸至地面，給工作人員提供了第yi手的資料。

檢測(cè)水中橋梁的“潛水機(jī)器人”

目前國(guó)內(nèi)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)地面部分的檢測(cè)已經(jīng)相對(duì)成熟，0.1毫米的裂縫都能發(fā)現(xiàn)，但水下部分的檢測(cè)尚處于探索階段，主要通過(guò)潛水員攜水下攝像設(shè)備人工檢測(cè)，整個(gè)過(guò)程非常繁瑣。相比之下國(guó)外技術(shù)更加成熟。

這些小機(jī)器人看起來(lái)小巧玲瓏，重不過(guò)三四斤，自帶一套360度視角的高清水下攝像系統(tǒng)，最da 下潛深度300米，能承受的最da水壓相當(dāng)于30個(gè)大氣壓。其檢測(cè)效率也非常高，一座普通的公路橋，十來(lái)個(gè)橋墩的檢測(cè)，水下機(jī)器人8小時(shí)能完成工作，但人工檢測(cè)得持續(xù)好幾天，還容易因?yàn)闈撍畣T與公路專(zhuān)業(yè)人員溝通不充分而遺漏病害情況。

暴雨后橋梁的水下墩柱容易出現(xiàn)因急流沖刷而掏空傾斜的險(xiǎn)情，水下結(jié)構(gòu)隱患排查不容忽視。目前這些小機(jī)器人還只能通過(guò)詳細(xì)拍照發(fā)現(xiàn)墩柱結(jié)構(gòu)破損、鋼筋外露等病害。下一步養(yǎng)護(hù)集團(tuán)準(zhǔn)備為水下機(jī)器人搭載聲吶定位、激光探測(cè)等高科技裝備，以進(jìn)一步提升橋梁水下結(jié)構(gòu)檢測(cè)的精準(zhǔn)度。

如今橋梁檢測(cè)機(jī)器人已經(jīng)不再是一個(gè)新鮮名詞，各大科研機(jī)構(gòu)和路橋養(yǎng)護(hù)部門(mén)都在加緊相關(guān)的研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用測(cè)試。除了上面介紹的三種檢測(cè)機(jī)器人，還有基坑檢測(cè)機(jī)器人，ATR測(cè)量機(jī)器人、蛇形機(jī)器人等諸多類(lèi)型。

相信在不遠(yuǎn)的將來(lái)，檢測(cè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展將大大提升橋梁養(yǎng)護(hù)的效率，讓這個(gè)“苦差事”變得輕松起來(lái)。

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