В градските дренажни системи, реки и различни водни съоръжения, натрупването на седимент е често срещан и предизвикателен проблем. Традиционните методи за драгиране са не само неефективни, но могат да имат и известно въздействие върху околната среда. С напредъка на технологиите се появиха интелигентни роботи за драгиране, носещи нови решения за работата по драгиране. Сега нека да разгледаме подробно принципа на работа на интелигентните роботи за драгиране.
1. Сензорна система
Интелигентните роботи за драгиране са оборудвани с различни усъвършенствани сензори, които ги даряват с остри „сетива“ за възприемане на околната среда.
Сонарни сензори: Сонарните сензори са като "подводните очи" на робота. Чрез излъчване и получаване на ултразвукови вълни сонарът може да открие подводна топография, дебелина на седимента и местоположението на препятствията. Той може бързо и точно да начертае триизмерната - карта на зоната на драгиране, като помага на робота да планира маршрута на драгиране и да избегне сблъсък с подводни тръбопроводи, колони на мостове и други препятствия. Например, в сложната градска дренажна тръбопроводна мрежа, сонарните сензори могат да открият завои, промени в диаметъра и запушвания в тръбопровода предварително, насочвайки робота да се движи напред безопасно и ефективно.
Сензори LiDAR: В открити - водни зони над водната повърхност или в относително широки водни среди сензорите LiDAR играят важна роля. Той определя разстоянието и формата на обектите чрез излъчване на лазерни лъчи и измерване на времето на отразената светлина. По време на операции по драгиране LiDAR може да възприема заобикалящата среда в реално - време, да идентифицира границите на брега, плаващи обекти по водата и друга информация, осигурявайки точна поддръжка на данни за автономната навигация на робота и операциите по драгиране. Например, когато драгирате езеро, LiDAR може да помогне на робота да определи точно обхвата на драгиране и да избегне засягането на околната екология извън работната зона.
Сензори за качество на водата: Сензорите за качество на водата са като „носа“ на робота, използвани за наблюдение на различни показатели за качеството на водата в реално - време, като pH стойност, съдържание на разтворен кислород и концентрация на тежки метали. Чрез мониторинг на качеството на водата, от една страна, можем да разберем въздействието на драгирането върху качеството на водата, за да гарантираме, че процесът на драгиране не причинява вторично замърсяване; от друга страна, можем да коригираме стратегията за драгиране според промените в качеството на водата. Например, в райони със силно замърсяване, увеличете интензивността на драгирането или използвайте специални методи за драгиране.
2. Система за навигация и позициониране
За да достигнат точно определеното място за драгиране в сложна водна среда и да работят според маршрута 预定, интелигентните роботи за драгиране се нуждаят от прецизна система за навигация и позициониране.
Глобална система за позициониране (GPS): В открити водни зони GPS може да предостави информация за позицията на робота с висока - точност, което му позволява да определи позицията си в географската координатна система. Чрез сравняване с предварително - зададения маршрут за драгиране, роботът може да коригира посоката си на движение в реално - време, за да гарантира, че следва планирания път за драгиране. Въпреки това, във вътрешни дренажни тръби или подводни зони със силно блокиране на сигнала, GPS сигналът ще бъде засегнат.
Инерционна навигационна система (INS): За да компенсира недостатъците на GPS в специални среди, инерционната навигационна система играе важна роля. INS изчислява позицията, скоростта и промените в позицията на робота чрез измерване на неговото ускорение и ъглова скорост, използвайки принципите на механиката на Нютон. Дори при липса на сателитни сигнали, INS може да позволи на робота непрекъснато да поддържа точно възприемане на своята позиция и посока, като гарантира непрекъснатостта и точността на операциите по драгиране. Например, когато преминавате през подземни дренажни тръби на дълги - разстояния, INS може да се интегрира с други сензорни данни, за да се постигне прецизна навигация на робота.
Визуална навигация: Интелигентните драгиращи роботи също са оборудвани с камери с висока разделителна способност - за постигане на навигация чрез технология за визуално разпознаване. Камерата прави изображения на околната среда и роботът използва алгоритми за разпознаване на изображения, за да анализира тези изображения, да идентифицира специфични маркери, гранични линии и друга информация, като по този начин определя своята позиция и посока на движение. Визуалната навигация може да осигури по-подробна и точна навигационна информация в близост до сложни подводни структури или в зони с очевидни визуални характеристики, допълвайки други методи за навигация и подобрявайки навигационната точност и адаптивност на робота.
3. Система за изпълнение на драгиране
Въз основа на възприятието и позиционирането, системата за изпълнение на драгиране на интелигентния робот за драгиране е отговорна за завършването на действителната работа по драгиране.
Манипулатор и инструменти за драгиране: Роботът обикновено е оборудван с гъвкав манипулатор и различни инструменти за драгиране могат да бъдат заменени в края на манипулатора според различните нужди за драгиране. Например, когато се отстраняват буци твърди утайки, ще се използва драгираща глава с мощни раздробяващи зъби. Чрез люлеенето и въртенето на манипулатора бучките се разбиват и разбъркват; за относително рохкава утайка се използва смукателна дюза за засмукване на утайката в транспортния тръбопровод със силно засмукване. Движението на манипулатора се задвижва от високо - прецизни двигатели и системи за управление, които могат да постигнат точно позициониране и работа, осигурявайки ефективно завършване на работата по драгиране.
Смукателна и изпускателна система: Смукателната и изпускателната система е една от основните части на робота за драгиране. Когато инструментът за драгиране разбърква или разбива утайката, смукателната дюза бързо засмуква утайката. По време на процеса на засмукване силното засмукване може да гарантира, че утайката се събира бързо и ефективно, като същевременно се избягва разпространението на утайка във водата, причинявайки вторично замърсяване. Изсмуканата утайка се транспортира през тръбопровода до филтриращото устройство вътре в робота. След предварително филтриране водата се изхвърля, а останалата утайка се съхранява в специален резервоар за съхранение. Когато резервоарът за съхранение е пълен, роботът ще транспортира утайката до определеното място за изхвърляне за обработка съгласно предварително зададената - програма.
Система за задвижване: За да се движи свободно във водата, интелигентният робот за драгиране е оборудван с ефективна система за задвижване. Общите методи за задвижване включват задвижване с витло и водно - задвижване. Витловото задвижване има висока ефективност на задвижване и е подходящо за бързо движение в открити водни пространства; водното - реактивно задвижване има по-добра маневреност и управляемост и се представя добре в тесни реки или сложни тръбопроводни среди. Чрез прецизно управление на задвижващата система, роботът може да извършва различни действия като движение напред, движение назад и завъртане, гъвкаво регулирайки позицията и ъгъла на драгиране, за да се адаптира към различните условия на драгиране.
4. Система за контрол и анализ на данни
Системата за управление на интелигентния драгиращ робот е като негов „мозък“, отговарящ за координирането на работата на различните системи и анализирането и обработката на събраните данни.
Централна система за управление: Централната система за управление е основният център на робота. Той получава информация от различни сензори, анализира и преценява данните според предварително зададени алгоритми и програми и след това изпраща инструкции към навигационната система, системата за изпълнение на драгиране и др., за да постигне автономна работа на робота. Например, когато сонарният сензор открие препятствие отпред, централната система за управление незабавно ще коригира навигационната система, ще планира нов път и в същото време ще контролира системата за изпълнение на драгиране, за да спре или да коригира работното състояние, за да избегне сблъсък.
Анализ на данни и интелигентно вземане на решения -: Роботът непрекъснато събира голямо количество данни по време на работа, включително дебелина на седимента, промени в качеството на водата, ефективност на драгиране и др. Чрез - задълбочен анализ на тези данни, роботът може да взема интелигентни решения. Например, според дебелината и естеството на утайката в различни зони, автоматично регулирайте работните параметри на инструмента за драгиране, като сила на смачкване, сила на засмукване и т.н., за да постигнете най-добър ефект на драгиране; чрез дългосрочен - анализ на данните за качеството на водата, прогнозирайте въздействието на драгирането върху екологичната среда и своевременно коригирайте стратегията за драгиране, за да постигнете екологично драгиране. В същото време резултатите от анализа на данните могат да бъдат върнати обратно на оператора, предоставяйки препоръки и предложения за оптимизация за последваща работа по драгиране.
В заключение, интелигентните роботи за драгиране получават информация за околната среда чрез сензорната система, движат се прецизно с помощта на системата за навигация и позициониране, завършват операциите по драгиране с помощта на системата за изпълнение на драгиране и постигат интелигентна работа и управление, разчитайки на системата за контрол и анализ на данни. Този силно интегриран принцип на работа позволява на интелигентните роботи за драгиране да изпълняват задачи по драгиране ефективно, точно и щадящи околната среда в различни сложни водни среди, играейки важна роля в гладкото функциониране на градските дренажни системи и подобряването на речната екологична среда.
