近日，由中建八局工程研究院与土木公司联合研发的爬壁式弹性波机器人群组在某高原隧道项目成功实现交互式检测应用。
爬壁式弹性波检测机器人是国内首例融合了涡流吸附、弹性波检测、三维可视化呈现的智能机器人。该机器人分为A、B两款，均采用双真空吸附单元组成的轻量化碳纤维底盘，搭载八电机、多重自由度的四轮驱动系统，以及长距离、高精度、抗干扰的定位系统，组成机器人群组的导航运动模块；采用冲击弹性波激振仪与不同的高速数采及特征频谱分析系统，作为机器人群组的数据采集与分析模块。
通过采用该机器人群组，可避免传统检测方法中高处人工作业的不安全因素与繁重劳动，大大提高隧道二衬检测的效率，具有高效、精确、智能、可视的特点。
该机器人群组采用冲击弹性波激振仪在二衬表面激发弹性波，通过分析弹性波的不同传播路径及传播特性，从而可以得到二衬的物理特性。其中，A款机器人利用弹性波纵向方向的P波，通过识别其回波位置来检测二衬的几何尺寸（厚度、埋深）与缺陷（裂缝、脱空）；B款机器人利用弹性波R波的表面传播特性，通过分析波速及能量衰减率，可对二衬连接缝的健康程度与混凝土强度进行检测。利用爬壁机器人群组智能交互检测方法，可全方位、多角度检测二衬混凝土，综合判断其浇筑质量。
研发团队选取某高原重点铁路项目典型隧道衬砌断面开展交互式智能检测。现场主要针对机器人爬壁性能、吸附性能、行走性能及检测有效性开展了相关试验。结果表明，该机器人群组性能可满足现场高效检测需求。
典型衬砌的检测结果表明：A系列显示波形反射均一，无缺陷，二衬平均厚度0.406米；B系列显示等效强度率0.917，健全性指标0.8320.8，可认为无施工冷缝，符合设计要求。
此外，该机器人群组测试数据可实现与BIM模型的直接交互。机器人检测空间位置可由定位系统同步映射，BIM模型可读取机器人检测结果文件，并进行三维可视化展示。爬壁式机器人群组的智能交互式检测可进一步深化BIM模型的信息，拓展BIM模型的应用深度。
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