河道工程根石智能化探測(cè)系統(tǒng)的研究.pdf

1、黃河洪水歷來(lái)被人們視為江河洪災(zāi)之首，洪水泛濫的范圍北抵津沽、南達(dá)江淮，給黃淮海地區(qū)的人民群眾帶來(lái)深重的災(zāi)難。對(duì)于黃河的洪水問(wèn)題，國(guó)家投入了巨大的人力物力，多次加修堤防，進(jìn)行河道整治。 河道整治工程是黃河防洪工程的重要組成部分，而根石是壩、垛、護(hù)岸最重要的組成部分，為了保證垛壩安全，必須及時(shí)了解根石分布情況，以便做好搶護(hù)準(zhǔn)備。 長(zhǎng)期以來(lái)，根石探測(cè)技術(shù)一直是困擾黃河下游防洪安全的重大難題之一。根石一般位于渾水下面，由于黃河含

2、沙量大，沖淤變化迅速，并且河勢(shì)變化快，已拋投的根石又常被埋于淤泥層之下。幾十年來(lái)，水下根石狀況完全靠人工探摸估計(jì)。這種方法雖然簡(jiǎn)捷、直觀、要求低、易掌握，但人工探摸范圍小，速度慢，難度大，探摸人員水上作業(yè)還有一定危險(xiǎn)性，難以滿足防洪保安全的要求，因此，加強(qiáng)防洪工程建設(shè)，尋求一個(gè)解決根石探測(cè)問(wèn)題的有效方法勢(shì)在必行。 論文首先介紹了根石探測(cè)技術(shù)的研究現(xiàn)狀，分析了傳統(tǒng)探測(cè)方法的特點(diǎn)及其在實(shí)際探測(cè)過(guò)程中存在的不足。在此系統(tǒng)中，機(jī)器人技術(shù)

3、被引入根石探測(cè)裝置的研制工作中，開(kāi)發(fā)了一種自動(dòng)化程度高，高效安全，簡(jiǎn)便實(shí)用的河流護(hù)壩根石探測(cè)機(jī)械臂。由于超聲波能夠穿透河水、淤泥層，并清晰反映河水、淤泥、根石的界面，可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確探測(cè)，因此我們?cè)跈C(jī)械臂的末端安裝超聲波發(fā)射接收探測(cè)器，通過(guò)機(jī)械臂控制換能器在水面作水平運(yùn)動(dòng)，對(duì)根石進(jìn)行測(cè)量。然后，通過(guò)圖像處理的方法對(duì)根石分布情況進(jìn)行分析。在第二章中介紹了機(jī)械臂水平定位系統(tǒng)的組成及原理。我們采用單片機(jī)模擬GPS接收機(jī)，獲取探測(cè)點(diǎn)的地理坐標(biāo)信息，