6月底，湖南遭遇今年入汛以來范圍最廣、強度最大的降雨過程。此前，國網湖南省電力有限公司運用自主研發的水下巡檢作業機器人“志浦號”完成了柘溪水電廠大壩裂縫檢查及修補作業，助力大壩安全度汛。

　　“志浦號”于今年3月研發成功，可實現誤差在±0.1米范圍內的水下聲學定位，用聲學、光學儀器排查水下大壩混凝土及金屬結構的安全隱患，完成水下滲漏點檢測、水下堵漏作業及水下清理雜物等任務。

“志浦號”即將下水作業。 張軍 攝

　　水電廠不僅可為社會提供清潔能源，還能通過調節水位減少流域內洪澇和干旱災害的影響。國網湖南電力水電分公司所屬的柘溪、鳳灘、東江水電廠分別是湖南資江、沅江、湘江三大流域重要的水利樞紐。

　　三座水電廠分別始建于20世紀60至80年代，受限于當時的經濟條件和技術水平，總體建設標準偏低。如今，水工建筑物日益老化，可能存在裂縫、漏水、淘刷、空蝕等缺陷，影響水電廠安全運行。因此，對水工建筑物的檢查和維護工作尤為重要。

　　一直以來，水電廠水下巡檢、修復工作主要靠專業潛水員完成，成本高、效率低、安全風險高、作業水深有限。為了全方位掌握水電廠設備、設施狀態，2023年，湖南電科院、湖南水電公司申報了國網湖南電力科技項目“水電廠水工建筑物水下巡檢及缺陷檢測關鍵技術及應用”，與國內機器人領域頭部企業組建聯合攻關團隊，共同研發水下巡檢作業機器人，彌補人工潛水作業時間有限和巡檢覆蓋度不足的缺陷，提高水工建筑物檢查維護工作質效。

　　研發之初，攻關團隊圍繞智能水下巡檢開展廣泛調研，收集具體的作業需求，確定了水下巡檢作業機器人整體研發思路：采用分離式設計，開發一款適用于復雜水下環境作業的平臺，再為平臺搭載多種作業裝備。

　　將多種作業裝備集成在水下巡檢作業平臺上會使機器人重量增加，影響機器人運輸及后期維護成本。因此，攻關團隊注重輕量化設計，用橫向支撐板、縱向側板及雙“人”字形支撐架等組裝成整體架構，再在上面配置聲吶、激光尺、超短基線定位系統、電工打磨工具等作業裝備。

　　同時，攻關團隊結合實際需求，優化設計電子艙、作業底盤等部件，突破了自抗擾浮游動力系統及遠程高穩態運動控制系統等關鍵技術，提高了機器人的抗流性和姿態自穩定性，使其可在3節(約1.54米/秒)以內的流速下可靠作業。

　　“志浦號”研發成功后，于4月17日在東江水電廠上游水庫首航，在10米至100米水深作業環境下開展了極限功率潛行、飛濺區及結構物附近抗擾、基本部件及作業工具功能測試等7項核心測試項目。測試結果顯示，“志浦號”各項功能達到設計要求。

　　“以東江水電廠為例，以前，人工單次巡檢一般需要8至10個小時，還會受到天氣的影響。而這臺機器人2個小時就可以完成同樣的工作任務。”湖南水電公司庫壩中心主任陳石橋介紹。他從事水工專業20多年，熟悉水下巡檢的流程與難度。“潛水員下潛深度最深20多米，更深的地方就很難去了，看不清，還非常危險。而機器人設計巡檢深度可達水下300米。”

　　“以前巡檢只靠一雙眼睛、一雙手，加上簡單的作業設備和錄像設備，很多細微的隱患難以發現，有些隱患發現了也難以及時處理。這個機器人簡直是給我們添了‘三頭六臂’。”在“志浦號”首航現場，東江水電廠運維人員感嘆。

　　現場測試中，“志浦號”巡檢了2號泄洪閘門及其周邊混凝土閘墩，利用搭載的探測系統發現閘墩附近有裂紋及漏水點，使用攻關團隊自主設計的噴墨示蹤查漏、堵漏、機械手臂、建筑物表面清掃等裝置完成了局部堵漏作業，實現了對水工建筑物細微隱患的精準消除。

　　攻關團隊介紹，“志浦號”的性能和功能還有很大的優化空間，后期可更精準、更智能、更高效地開展水下巡檢作業。

　　基于此項研究成果，攻關團隊已申請發明專利16項，獲得發明專利授權2項，目前正在研究制訂相應的技術標準和規范。(陳睿 張軍)