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哈工程團(tuán)隊相繼突破多重難題 成功研發(fā)“深海醫(yī)師”
2022年07月05日 09:04:39
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：羊舌木 點擊量：4616
哈爾濱工程大學(xué)研發(fā)了國內(nèi)首套海洋結(jié)構(gòu)物水下無損檢測機(jī)器人，并于近日通過了國家科技部組織的驗收，實現(xiàn)了國內(nèi)水下無損檢測的工程化示范應(yīng)用。
【化工儀器網(wǎng) 時事熱點】海洋鉆井船、海洋鉆井、采油平臺、海上風(fēng)電塔樁等海洋裝備大都采用鋼結(jié)構(gòu)桁架式結(jié)構(gòu)，鋼管對接、相貫線焊縫質(zhì)量直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)安全。而受到風(fēng)浪水流沖擊和長年累月海水侵蝕等因素作用，結(jié)構(gòu)物會形成裂紋，為了避免構(gòu)件斷裂，影響海洋裝備的運(yùn)營安全，就需要進(jìn)行周期性的焊縫檢測，提前發(fā)現(xiàn)潛在安全隱患。
據(jù)不完全統(tǒng)計，我國海上風(fēng)電塔有4300個，但可以潛入水下60米的專業(yè)檢測人員卻不到200人，作業(yè)過程不僅需要專用潛水設(shè)備和支持母船，而且還要看海況和天氣，存在作業(yè)窗口期短、風(fēng)險大、成本高的特點。同時，作業(yè)水域較深時，人工下水檢測過于危險，而且成本過高，這種方法很大程度上取決于探傷人員的經(jīng)驗和技術(shù)。
哈爾濱工程大學(xué)研發(fā)了國內(nèi)首套海洋結(jié)構(gòu)物水下無損檢測機(jī)器人，并于近日通過了國家科技部組織的驗收，實現(xiàn)了國內(nèi)水下無損檢測的工程化示范應(yīng)用。目前市場上運(yùn)用的檢測工具需要兩位檢測人員分別在水上和水下密切配合，研究團(tuán)隊給機(jī)器人增加了輔助定位系統(tǒng)，降低了檢測人員的操作復(fù)雜度，能夠更專注于檢測數(shù)據(jù)的判斷，提高作業(yè)效率，整個操作過程一人就可以完成。他們通過水下焊縫輔助定位系統(tǒng)的研發(fā)和打壓試驗，讓機(jī)器人實現(xiàn)了在海底500米穩(wěn)定精準(zhǔn)操作。
在水下復(fù)雜擾流干擾的情況下，保證機(jī)器人的穩(wěn)定吸附與靈活運(yùn)動是一大挑戰(zhàn)。對此，研究團(tuán)隊設(shè)計了一套變磁力吸附系統(tǒng)，通過流速計感知檢測機(jī)器人的流場情況，進(jìn)而實時調(diào)整吸附力大小，保證檢測過程中既能吸附牢靠又可靈活運(yùn)動。海洋結(jié)構(gòu)物管徑最小是0.5m，而最大的可達(dá)8m左右，面對管徑差距如此懸殊的海洋結(jié)構(gòu)物鋼樁，如何兼容各種形式的海洋結(jié)構(gòu)物的管徑也是一大難題。團(tuán)隊成員巧妙將機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計成可重構(gòu)的三段鉸接形狀，通過改變鉸接出兩段間的角度，滿足了機(jī)器人兼容不同管徑的檢測任務(wù)。
為了把檢測人員從復(fù)雜的操作中解放出來，團(tuán)隊研究開發(fā)了人在環(huán)中的半自主檢測技術(shù)，機(jī)器人可以自己跟蹤焊縫，在檢測到疑似缺陷時操作人員可以專注于對檢測效果影響最大的運(yùn)動軸，其他的運(yùn)動軸則由機(jī)器人自動解算，極大的簡化了操作人員的操作。
2021年，團(tuán)隊攜帶機(jī)器人先后中廣核如東海上風(fēng)電場F06號風(fēng)電塔樁進(jìn)行了實際檢測，機(jī)器人表現(xiàn)出色，完成了國內(nèi)的首次風(fēng)電塔樁水下機(jī)器人無損檢測示范應(yīng)用。海洋結(jié)構(gòu)物水下機(jī)器人檢測，不但避免了人工潛水檢測的人員安全風(fēng)險，還能提高檢測效率降低運(yùn)維成本，有利于海洋各類資源的高效開發(fā)，為我國的能源安全提供強(qiáng)有力的保障。
讓技術(shù)落地轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。在未來，研究團(tuán)隊還將繼續(xù)改善水下檢測機(jī)器人環(huán)境感知和智能決策能力，為我國水下機(jī)器人自主環(huán)境感知與作業(yè)技術(shù)研究應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
(資料來源：央廣網(wǎng))
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