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智慧城市之排水管道检测机器人方案

智慧城市之排水管道检测机器人方案

定制开发

应用领域:机器人无人机
方案类型:成果化方案
上传时间:2017-05-10

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方案概述

排水管道检测机器人可以实现排水管道检测及简单的疏通清理工作,并能够装载激光扫描仪、陀螺仪和机械手臂等,实现地下管道三维重建、地下管道普查、非开挖管道修复等。


第三代管道机器人


方案功能包括:
轮式移动机器人在圆形管道中的运动学建模与智能控制算法;
管道机器人在直管、弯管、T型接头等管道中的通过性、动力学与拖力研究;
机器人在不同管内环境中,包括含有淤泥、流水和油污等恶劣条件下运动学与动力学研究,机器人构型、搭载工具的设计与信息处理等。
通过在爬行器上加载激光扫描传感器等,开发出基于多传感器信息融合的三维管道重建方法和软件系统;
通过加载差分式GPS,3维光纤陀螺仪等,使该机器人能够探测20米以下的管道,开发出非开挖式大深度地下管道普查设备。

本项目通过基础理论研究和实际应用相结合,并和企业合作进行产业化,研究成果可应用于地下管道普查,进水、排水管道检测与清污、石油、天然气管道维护以及其他管道的检测维护等。本项目已得到国家自然科学基金,广东省自然科学基金和深圳市基础研究计划的资助。目前已经多家公司进行了合作,部分科技成果已经应用在实际产品中。

方案参数


管道三维重建


机器人爬行速度0~15米/分钟可调
适应管道200mm~6000mm(通过更换轮子和多款机器人本体)
带缆线长度>200米(带缆控制方式)
无线传输>50米(无线控制方式)
防水等级水下3米
三维重建精度达到管径的5%
摄像头变焦10倍以上光学变焦
辅助照明不大于30瓦LED灯
管道变形率检测精度小于5%

显示单元
支持4.3寸—12.1寸液晶屏(TTL或LVDS输出)
支持分辨率800x480,800x600,1024x768,亮度达350cd

产品的控制器硬件接口:
有线以太网接口;
音频输入输出接口;
复合视频信号输出接口(AV接口),S-Video视频信号输出接口;
复合视频信号输入接口(AV接口),S-Video视频信号输入接口;
IDE硬盘接口;
LCD接口;
I2C总线接口;
串口5个;
SD卡接口1个(支持离线和在线存储管道三维数据,绘制三维管道模型)。

应用场合

研究成果可应用于地下管道普查,进水、排水管道检测与清污、石油、天然气管道维护以及其他管道的检测维护等。实现排水管道检测及简单的疏通清理工作,减少暴雨带来的城市水灾害;改善当前疏通管道时工人恶劣的工作环境、保障工人的人身安全、提高排水管道清理的效率。



该项目同时服务于我国数字管道工程的现代化建设,可以提高城市水务的防灾、减灾、其他地下管道安全,减少维护成本。可以大大促进数字化管道建设,实现管道运营管理的标准化、科学化和信息化,降低劳动强度和管理成本,减少对环境的破坏、人员监控的危害及事故安全隐患,其经济效益、环境效益和社会效益不可估量。

该项目成果还可应用于其它领域:
1.通过搭载x射线机等,可以检测石化管道的破裂、腐蚀和焊缝质量情况;
2.可以对进水管道,地下坑道进行维护;
3.应用于核反应堆的管道维护方面,减少对工作人员的伤害;
4.应用于海洋油气输送管道方面等;
5.应用于缆线的铺设和非开挖管道修复。

市场前景

管道机器人属于特种机器人行业,门槛高、利润高,可代替人在危险环境下作业,因此跨过技术门槛之后,该行业的经济效益和利润丰厚。本项目技术可广泛应用于数字管道建设、市政工程、核工业、石油石化工业等,市场前景广阔。

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