管道清淤機(jī)器人應(yīng)用與實(shí)踐

近年來隨著城市化的進(jìn)程加快推進(jìn)，城市排水管網(wǎng)基本建設(shè)逐漸拓展業(yè)務(wù)。近些年城市生活垃圾處理、工廠廢棄物及其建筑施工沙漿不斷增長，而傳統(tǒng)式城市管道系統(tǒng)欠缺綠化養(yǎng)護(hù)，造成排水管道淤阻問題凸顯、廢水外流，化工管路發(fā)生內(nèi)部結(jié)構(gòu)損害等安全風(fēng)險(xiǎn)。排水設(shè)備被生動地比成城市根基，確保排水設(shè)備的正常運(yùn)行，針對維護(hù)城市自然環(huán)境、操縱環(huán)境污染、提升群眾生活質(zhì)量、維護(hù)保養(yǎng)市容環(huán)境擁有重要作用。因而，為確保排水設(shè)備的正常運(yùn)行，就必須要對排水管道定期進(jìn)行輸通、清除。

現(xiàn)階段，中國普遍使用提升絞車清淤法及水力發(fā)電清淤法來排水管道管路清淤工作中。提升絞車清淤法必須人力穿纜，而管路艱苦環(huán)境，沼充溢氣，易燃性易中毒了，嚴(yán)重危害工作工人生命安全。孔徑比較小的管路大多采用水力發(fā)電清淤法，但選用高壓水槍清淤存有機(jī)器設(shè)備價(jià)格昂貴、需水量大一點(diǎn)的費(fèi)用問題。

從而，排水管道管道機(jī)器人應(yīng)時(shí)而生。管道機(jī)器人是一種可沿管路里外壁全自動走動、帶上一種或多個(gè)感應(yīng)器及使用機(jī)械設(shè)備，在人員的遙控器實(shí)際操作或電子計(jì)算機(jī)自動控制系統(tǒng)下，開展一系列管路作業(yè)機(jī)、電、儀、一體化系統(tǒng)。

城市清淤應(yīng)用案例—潭頭渠

潭頭渠坐落于深圳市龍崗區(qū)松崗街道，做為茅洲河一級支流深圳沙井河的干支流，從歸屬于珠江水系，全長4.38km。潭頭西街倒虹吸長679m，箱涵最少截面尺寸為4m x 2.5m，箱涵行為主體已改造成混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)造，部分段為漿砌石腋角加預(yù)制構(gòu)件混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆板。因?yàn)樯舷掠瓮寥狼治g及工業(yè)生產(chǎn)工業(yè)廢水難題，河堤暗涵內(nèi)沉積比較嚴(yán)重，做為潮濕流域，人力清除僅可在主汛期工作，且管中伴隨有毒氣體，工程施工難度大。

使用了履帶清淤機(jī)器人、污泥深度脫水干固車、抓斗清淤車等設(shè)施合作清淤。該機(jī)器人由排水管道、排泥設(shè)備、泥水分離系統(tǒng)軟件、視頻監(jiān)控系統(tǒng)和操控系統(tǒng)構(gòu)成，根據(jù)地面控制工作人員無線控制完成箱涵里的清淤、走動。該機(jī)器人可以從水下工程，不用終斷箱涵正常的排水管道，在迅速、安全性、高效率的進(jìn)行清淤工作過程中，更大化保證了操作人員的安全性，且降低了對周圍住戶環(huán)境中的日常生活、交通影響。資料顯示該自動化技術(shù)清淤法速率較傳統(tǒng)式清淤法提高2-3倍左右，無二次污染。

但是，自動化技術(shù)清淤價(jià)格昂貴，早期必須獨(dú)立開展暗涵內(nèi)地下管線探測核查，如出現(xiàn)受到影響管道，還要人力相互配合維護(hù)，一部分箱涵疊水處及箱涵半經(jīng)比較小的曲線段清淤存有盲區(qū)，難以實(shí)現(xiàn)徹底清淤。機(jī)器設(shè)備身型還需減少，以進(jìn)一步提高其適用范圍。

機(jī)器人檢驗(yàn)、清淤的探索及應(yīng)用提升了城市排水管網(wǎng)的清淤效率自動化程度，有效解決了傳統(tǒng)式清淤的安全隱患。此項(xiàng)目為以后暗涵清除發(fā)展的方向提供了借鑒。

技術(shù)難題與未來展望

在我國排水管道相比歐洲國家管經(jīng)比較小，且欠缺按時(shí)綠化養(yǎng)護(hù)，存有很多臟物沉積。目前排水管道管道機(jī)器人廣泛身型比較大，或走動方法的敏捷度稍低，不能在此類管道上正常的走動。腿足式管道機(jī)器人及仿生技術(shù)管道機(jī)器人能夠很好地處理這類問題，但世界各國現(xiàn)階段依然在開發(fā)階段，間距行業(yè)應(yīng)用也有一段距離。除此之外，目前排水管道管道機(jī)器人大多為遙控器型機(jī)器人，不具有獨(dú)立走動檢驗(yàn)、清淤水平，必須地面控制人員的全過程操縱，將來自動式智能化管道機(jī)器人將是研究方向。

現(xiàn)階段機(jī)器人的通訊方式大多采用電纜線式構(gòu)造，無纜排水管道管道機(jī)器人不用電纜線液壓絞盤控制模塊，具有控制模塊協(xié)調(diào)能力高、便于攜帶等特點(diǎn)，但無線數(shù)據(jù)傳輸仍然存在高耗損、受金屬管道屏蔽掉危害等難題。

管道機(jī)器人以電磁能推動為主導(dǎo)，普遍使用帶上電瓶或者拖纜供電系統(tǒng)的形式，存有供電系統(tǒng)時(shí)間很短、負(fù)荷太重、不適合遠(yuǎn)距離繁雜結(jié)構(gòu)管道中行駛等難題。長久的供電模式，如帶上大空間輕形電瓶、太陽能發(fā)電站、液體自發(fā)電系統(tǒng)將是管道機(jī)器人動能提供發(fā)展的趨勢。

將來管道機(jī)器人可以從走動技術(shù)性、自動控制系統(tǒng)、無線傳輸技術(shù)、智能化圖像處理技術(shù)等板塊開展深耕細(xì)作，完成相對高度智能化，提升檢驗(yàn)、清淤的質(zhì)量和效率，為推進(jìn)城市排水管網(wǎng)自動化管理增添助力