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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構桁架式結構，鋼管對接、相貫線(xiàn)焊縫質(zhì)量直接關(guān)系到結構安全。而受到風(fēng)浪水流沖擊和長(cháng)年累月海水侵蝕等因素作用，結構物會(huì )形成裂紋，為了避免構件斷裂，影響海洋裝備的運營(yíng)安全，就需要進(jìn)行周期性的焊縫檢測，提前發(fā)現潛在安全隱患。
“據不完全統計，我國海上風(fēng)電塔有4300個(gè)，但能完成60米以下的專(zhuān)業(yè)水下結構物檢測人員卻不到200人。作業(yè)水域較深時(shí)，人工下水檢測過(guò)于危險，而且成本過(guò)高，并且這種方法許多因素取決于探傷人員的經(jīng)驗和技術(shù)，國外已經(jīng)研制了一系列的水下檢測機器人，然而國內在該領(lǐng)域仍處于起步階段。”面對這一痛點(diǎn)，哈爾濱工程大學(xué)船舶工程學(xué)院教授王剛，帶領(lǐng)學(xué)生們在5年前開(kāi)展了“深海醫生”——水下檢測機器人的研發(fā)。
水下作業(yè)不同于陸地，不僅面臨水深的影響，而且存在擾流復雜，如何保證檢測過(guò)程中機器人和探頭的穩定，是極具挑戰性難題。團隊通過(guò)多年攻關(guān)，相繼突破了擾流復雜吸附難、海洋結構物管徑差異大、節點(diǎn)焊縫結構復雜等難題。
在水下復雜擾流干擾的情況下，保證機器人的穩定吸附與靈活運動(dòng)是一大挑戰。對此，研究團隊設計了一套變磁力吸附系統，通過(guò)流速計感知檢測機器人的流場(chǎng)情況，進(jìn)而實(shí)時(shí)調整吸附力大小，保證檢測過(guò)程中既能吸附牢靠又可靈活運動(dòng)。
去年，團隊攜帶機器人完成了中國國內的首次風(fēng)電塔樁水下機器人無(wú)損檢測示范應用。海洋結構物水下機器人檢測，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維成本，有利于海洋各類(lèi)資源的高效開(kāi)發(fā)，為中國的能源安全提供強有力的保障。
今后，團隊還將繼續改善水下檢測機器人環(huán)境感知和智能決策能力，實(shí)現在復雜環(huán)境中對復雜焊縫的精確跟蹤，為中國水下機器人自主環(huán)境感知與作業(yè)技術(shù)研究應用奠定基礎。
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