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巡檢機器人“上崗”既安全又高效

2022年07月26日07:33 | 來源:四川日報
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原標題:巡檢機器人“上崗”既安全又高效

  通體藍色、“腳踩”履帶,這款由電子科技大學荷福研究院、中建八局工程研究院BIM技術研究所共同研發的大型隧道防爆多功能巡檢機器人,外形看起來活脫脫就像一輛小型坦克。7月19日,在荷福研究院的實驗室裡,研究人員正在對它進行優化調試。

  就在6月26日,它剛剛在某超大型隧道工程施工現場“小試牛刀”——全自主避障爬坡、測定周邊氣體成分、氣源定位、智能噴霧降塵、掌子面三維成像掃描……它實地完成了隧道內環境探測、掌子面掃描等隧道作業難題,順利通過現場測試演練。

  項目組正在倒排工期,8月中旬,它即將進入更高強度的中試,為后續交付、正式應用奠定基礎。

  長期以來,爆破后山體結構不穩定、多種未知成分氣體泄露、揚塵濃度高等問題,一直是隧道工程施工領域的痛點。在傳統施工方法下,隻有在全天候開啟隧道通風風管的情況下依賴人力靠近觀察、檢測,工程人員的生命健康面臨著各種潛在風險。

  “爆破之后隧道裡哪些地方產生了哪些氣體?是炸多了還是炸得不夠?工作面的結構是不是穩固?”研發團隊成員說,如果能通過機器人到爆破后的區域探明這些問題,既能保障施工人員的安全,也可以大大提高施工效率。

  圍繞消除隧道中可能出現的局部安全隱患,研發團隊在這台多功能巡檢機器人中集成了多項應用。當它進入隧道作業后,可以實現作業面結構機動成像分析、多類易燃易爆危害氣體檢測及氣源位置分析、實時降塵噴霧、作業區域360度全向監測及實景建模等。

  “過去爆破后,往往需要等待一定的時間才能讓工程人員進入,機器人在爆破后可以馬上前往爆破點附近檢測環境,相當於讓機器人打前站,分析不安全因素,並將數據和視頻呈現在項目部大屏幕上。”研發團隊成員說。

  作為智能的“安全管理員”,它還會自主導航、自主避障、自主越障。爆破后的隧道內往往會產生不規則的復雜地形,這就需要機器人具備自主路徑導航和爬坡、越障能力。這也解釋了為什麼這款機器人採用了履帶式設計。同時,它身上還裝配了激光雷達和高清攝像頭,可以掃描建圖、規劃路徑,能順利通過25厘米高的障礙和35厘米的水深。

  “更重要的是,我們通過採集和分析大量隧道數據,自主研發了掌子面的圖像識別算法。”研發團隊成員說。掌子面,就是隧道施工中推進的作業面。

  通過這一算法,可以精確繪制並抽取隧道掌子面岩層分界及凹凸輪廓,特別是能通過探頭視覺感知分析爆破后新露出的掌子面薄弱部位,並以雲圖形式傳輸到后台,為隧道工程作業掌子面提供了一體化綜合解決方案。

  團隊負責人表示,這款隧道防爆巡檢機器人還計劃集成電子科技大學荷福研究院現有的太赫茲光譜掃描技術,進一步完善隧道掌子面掃描分析、爆破后結構分析等功能,有效提升復雜地貌條件下超大型隧道工程施工的作業效率和安全性能。

  據荷福研究院相關負責人介紹,通過測試后,這款機器人可用於隧道施工、常規自動巡檢及各種危險復雜環境下的探測和作業。(李果 何曦 四川日報全媒體記者 徐莉莎)

(責編:章華維、羅昱)

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