水下機器人是什么？水利工程中水下機器人應用分析

1.水下機器人是什么

水下機器人是多技術集成的用于水下活動的機器人，其融合了流體力學、材料科學、智能控制、傳感技術、能源技術、通信技術、水下目標辨識和人工智能等前沿科技，研發水平高低往往標志著一個國家的整體科技實力。

2.水利工程中水下機器人應用

(1)閘門檢測：為了防止閘門有異物而造成閘門即放不下去也收不回來的危險狀態，需要在收放閘門前對閘槽提前進行認真的觀察檢測，再三確認對閘門沒有影響的情況下，才能落放閘門。將Saab公司的Seaeye FALCON機器人應用于小灣水電工程閘門的檢測，收到了良好的效果，積累了工程經驗。

(2)壩體檢測：水利大壩混凝土表面包括在水下部分隨著時間推移，不可避免會出現裂縫、空洞等缺陷，尤其是在大壩剛建好服役的初期內部壓力的釋放，裂縫產生的速度會加劇，需要進行及時定期檢查。有學者用ROV在永康三渡溪水庫、楊溪水庫、金華沙畈水庫等工程的大壩水下進行了實際檢查。實際檢測中，為了對可能發現的缺陷進行精準定位以及作業的分布進行，對大壩防滲面進行了人工分塊分區，并且通過水平方向上的岸上樁號以及垂直方向的水深傳感器進行精確定位。

(3)消力池或水墊塘底板檢測：消力池或水墊塘是常見的消能形式之一，受到泄洪過程的沖擊，消力池或水墊塘的底板不可避免會出現表面蜂窩麻面、錯臺掛簾、氣泡等缺陷，進而對大壩帶來安全隱患。

3.水利工程中水下機器人應用的發展趨勢

(1)全自主水下機器人檢查：遙控水下機器人需要由電纜與母船相連，電纜承擔供能和通訊介質兩項功能，根據檢測深度實現電纜收放，細長的電纜懸在水下成為水下機器人最脆弱的部分，大大限制了機器人的工作半徑和工作效率，在應用過程中往往出現線纜易纏繞及難以發現大壩滲漏點等問題。隨著人工智能、控制技術的發展，基于AUV 技術的水利檢測技術，將逐步完善，可以完全自主完成水下檢測任務，無需人工干預，最大限度地提高了工作效率，以及纜繩帶來的不便。

(2)內部檢查：目前，水下機器人系統在工程實際中只能發現工程設施的表面情況，無法檢查內部缺陷。另一方面，在水體渾濁和表面附著物較多的條件下僅依靠聲納系統無法實現細致的缺陷檢查，對裂縫、空洞等一些常規表面缺陷，無法準確測量其長度、寬度、深度，大大限制了水下機器人的檢測應用場景。隨著水下無損探傷工藝和設備的提升，水下機器人檢修系統將攜帶更豐富的無損探傷設備，對缺陷進行更加準確的判斷，來指導修復工作。

(3)水下維修：在漫灣水電站的工程實踐中，已經采用水下澆筑混凝土的方法對水墊塘底板進行補強加固，并取得了良好的效果。隨著水下機器人負載能力和本體穩定性的增強，操作結構的更加靈活，水下機器人將不但具備水下檢測的功能，還將越來越多搭載各種機械手和水下工具，替代潛水員進行水下加固維修的工作，能夠有效應對壩前淤積和發電站進水口攔污柵前雜物的清理工作、泄洪涵洞及閘門的密閉、泄洪檢修閘門門槽的維修工作，進一步增強水利水電工程的運維水平。

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