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深度机器人

自主海底隧道维修机器人群TunnelBot在英吉利海峡部署:在水下50米处自主检测和修复隧道裂缝

欧洲隧道集团与英国帝国理工学院合作开发的TunnelBot海底隧道维修机器人群在英吉利海峡隧道完成部署,可在不影响列车运行的情况下自主检测和修复隧道衬砌裂缝。

欧洲隧道集团(Getlink)与英国帝国理工学院今天联合宣布,TunnelBot自主海底隧道维修机器人群已在英吉利海峡隧道完成部署。英吉利海峡隧道全长50.5公里,其中37.9公里位于海床以下,是世界上最长的海底隧道之一。隧道衬砌的维护一直是运营方最头痛的问题——传统的检测和维修需要关闭隧道,每次关闭造成的经济损失高达数百万欧元。

设计与功能

TunnelBot由12个中型机器人组成,每个机器人重约25公斤,外形为扁平的圆盘状,直径40厘米。机器人通过磁吸附机构贴附在隧道衬砌的内壁上,可以在任意角度的表面上自由移动——包括隧道顶部。

每个机器人配备高分辨率超声探伤仪、裂缝宽度测量激光仪和一个小型注浆臂。当检测到衬砌裂缝时,机器人会自动测量裂缝的长度、宽度和深度,评估其严重程度。对于宽度小于2毫米的非结构性裂缝,机器人会通过注浆臂注入特制的环氧树脂进行自主修复。对于更严重的裂缝,机器人会生成详细的检测报告,标记位置坐标,供人工后续处理。

协作模式

12个机器人以「分段包干」的方式协作。隧道被划分为12个区段,每个机器人负责一个区段的检测和维护。但当某个机器人发现复杂问题需要更多视角时,它可以呼叫邻近区段的机器人前来协助。

帝国理工学院的TunnelBot项目负责人詹姆斯·威尔逊教授表示,机器人的检测精度远超人工——超声探伤仪可以检测到0.1毫米宽的裂缝,而人工检测通常只能发现1毫米以上的裂缝。

部署效果

在试运行的6个月中,TunnelBot完成了英吉利海峡隧道全部50.5公里的首轮全面检测,发现并自主修复了347条微小裂缝。这些裂缝如果放任不管,可能会在数年内发展为结构性损伤。整个检测和维修过程在夜间列车停运的窗口期进行,完全不影响白天的正常运营。

欧洲隧道集团的工程总监表示,TunnelBot的部署预计将把隧道的维护成本降低40%,同时将检测频率从每年一次提升到每月一次。单套TunnelBot系统的造价约为800万英镑,预计3年内可通过节约的维护成本收回投资。