陸興祥

貴州聚誠鑫源建設工程有限公司 貴州貴陽 550000

1 水下機器人的基本概述

水下機器人是水下潛水器的形象化稱呼。雖然被稱為“機器人”，但是實際上水下機器人的形狀并不是與人類相似，而是它的功能具有智能化的特點，可以代替人來完成水下設備的檢查工作[1]。與此同時，水下機器人還可以長時間地在水中進行作業(yè)，即使是面對大范圍和大深度的情況，水下機器人也可以很好地發(fā)揮作用。在作業(yè)的過程當中，水下機器人會與水面支持系統(tǒng)保持聯(lián)系，為人們提供水下設備的相關信息。當前在水利水電工程當中所使用的水下機器人主要包括有纜型和無纜型這兩種，前者又被稱為遙控型水下機器人，后者則被稱為智能型水下機器人。目前最為常用的是有纜型水下機器人，它在作業(yè)的過程當中可以依靠母船來源源不斷地獲取能源，使其能夠長時間地保持在水下工作的狀態(tài)。在使用的過程當中，人們還為其安裝了機械手等工具，這使它的使用效果得到了更為充分地發(fā)揮。

2 水下機器人在水利水電工程檢測中的應用

2.1 對大壩滲漏點的檢測

當前，我國水利水電工程所修建的大壩主要以鋼筋混凝土材料為主，是一種面板堆石壩。在對該石壩進行檢測的過程當中，水下機器人主要是對其滲漏點進行定位，了解滲漏點的具體位置和滲漏情況。通常來說，水利水電工程的大壩庫區(qū)主要以清水環(huán)境為主，使用的水下機器人則主要是有纜型設備。在檢測的過程當中，操作人員需要現(xiàn)制定周密的檢測計劃，制定監(jiān)測報告，然后對水下機器人進行遙控，使其對水利水電工程存在缺陷的部位進行分區(qū)域地排查。在這個過程當中，水下機器人會結合水下多波束聲吶來形成相應的圖像，并將高清的視頻通過相應的設備傳輸?shù)桨渡系南到y(tǒng)當中。與其他檢測方式相比，水下機器人在對大壩滲漏點進行檢測的時候，具有安全性高、信息采集準確等優(yōu)點。

2.2 對水閘底板缺陷的檢測

水利水電工程當中所使用的水閘通常是由閘室和上下游兩個連接段所共同構成的。這其中，閘室是主體部分，而在閘室當中底板是基礎，它的功能是將整個閘室上部結構的重量和荷載量傳遞給地基，同時還可以防止?jié)B漏和防止被沖擊。在使用水下機器人對水閘底板的缺陷進行檢查之前，操作人員要向對水利水電工程的水閘設計圖、施工運營資料進行分析，了解水利水電工程在施工和運行過程當中的實際情況，從而為現(xiàn)場檢測工作提供重要的指導。與此同時，在檢測作業(yè)的過程當中，操作人員要先將閘門關閉，以此來使水質更加清晰，同時也使水流的速度更加緩慢，這樣可以為水下機器人的運行創(chuàng)造一個良好的環(huán)境，有效提高作業(yè)的效率[2]。

2.3 對水下金屬結構銹蝕情況的檢測

在過去，人們對水利水電工程水下金屬結構進行檢測的過程當中會遇到各種問題。首先，水利水電工程水流比較快，即使是經驗豐富的潛水員也無法開展相關的工作；其次，水利水電工程水下部分的金屬結構通常比較復雜，難以發(fā)現(xiàn)其中的問題。而水下機器人的應用可以有效解決這兩個問題。一方面，它可以通過自身的矢量推進系統(tǒng)來實現(xiàn)穩(wěn)定，即使面對混亂的水流也能夠做到隨時懸停。另一方面，水下機器人還可以通過專業(yè)的方式對水下部位技術結構的數(shù)據(jù)和信息進行采集，這可以為整個水利水電工程的安全性評估提供重要的依據(jù)。

3 水下機器人在水利水電工程檢測中的應用趨勢

3.1 全自主水下機器人檢查

ROV 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(jù)檢測深度實現(xiàn)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(xiàn)線纜易纏繞及難以發(fā)現(xiàn)大壩滲漏點等問題。隨著人工智能、控制技術的發(fā)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[3]。

3.2 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(wěn)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(fā)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。

4 結語

綜上所述，遙控水下機器人對于水下大范圍快速探測、細部結構檢查、清水或濁水情況下檢查等均有明顯的技術優(yōu)勢。尤其是對大壩滲漏點、對水閘底板缺陷以及對水下金屬結構式銹蝕情況可以進行有效檢測，這對于保障水利水電工程的安全性和穩(wěn)定性具有重要的意義。在未來，還將出現(xiàn)全自動的水下機器人，它們可以自主地完成水利水電工程的水下檢測任務，同時進行水下維修。