針對(duì)傳統(tǒng)水下清洗技術(shù)存在的效率低、安全性差等問題，研究了一種基于機(jī)器人的水下長(zhǎng)距離涵洞內(nèi)壁海生物智能清洗系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。該系統(tǒng)由清洗機(jī)器人、定位導(dǎo)航系統(tǒng)、清洗作業(yè)系統(tǒng)和監(jiān)控管理系統(tǒng)組成。

     清洗機(jī)器人采用履帶式行走機(jī)構(gòu)，配備高精度姿態(tài)控制系統(tǒng)，可適應(yīng)不同直徑的涵洞。機(jī)器人搭載多傳感器融合系統(tǒng)，包括聲吶、激光雷達(dá)和視覺傳感器，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位和導(dǎo)航。清洗作業(yè)系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，可根據(jù)不同清洗需求更換高壓水射流、機(jī)械刷或超聲波清洗模塊。監(jiān)控管理系統(tǒng)通過光纖通信實(shí)時(shí)傳輸機(jī)器人狀態(tài)信息和清洗數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和智能決策。

   其優(yōu)勢(shì)在于：1.系統(tǒng)可自主完成清洗任務(wù)，減少人工干預(yù)，提升效率；2.避免潛水員在危險(xiǎn)環(huán)境中作業(yè)，降低事故風(fēng)險(xiǎn)；3.機(jī)器人能均勻覆蓋整個(gè)內(nèi)壁，確保清洗效果一致；4.部分系統(tǒng)配備廢物回收功能，防止清洗廢料污染環(huán)境；5.自動(dòng)化清洗減少人工費(fèi)用，長(zhǎng)期使用更具經(jīng)濟(jì)性；6.系統(tǒng)可實(shí)時(shí)記錄清洗過程和數(shù)據(jù)，便于后續(xù)分析。

    該系統(tǒng)具有以下創(chuàng)新點(diǎn)：1）采用自適應(yīng)清洗壓力控制技術(shù)，根據(jù)海生物附著程度自動(dòng)調(diào)節(jié)清洗壓力，提高清洗效率；2）開發(fā)了基于機(jī)器學(xué)習(xí)的清洗路徑規(guī)劃算法，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)清洗路徑規(guī)劃；3）設(shè)計(jì)了海生物回收裝置，將清洗下來(lái)的海生物及時(shí)收集，避免二次污染；4）建立了智能故障診斷系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)，預(yù)測(cè)潛在故障。

    鑒于此機(jī)器人的水下長(zhǎng)距離涵洞內(nèi)壁海生物智能清洗系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)，其具有巨大的發(fā)展?jié)摿ΑｋS著技術(shù)進(jìn)步、市場(chǎng)需求增長(zhǎng)以及政策支持，該系統(tǒng)將在海洋工程、環(huán)境保護(hù)、核電站冷卻水涵洞清洗 、核電站冷源保障應(yīng)用中發(fā)揮重要作用，成為水下設(shè)施維護(hù)的核心技術(shù)之一。未來(lái)，其智能化、環(huán)保化和多功能化將進(jìn)一步提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)行業(yè)快速發(fā)展。