城市“血栓”怎么治？机器人＋来袭，多家管道清淤机器人企业申请出战
越来越多城市建设既要注重“面子”，更开始注重“里子”。
(资料图片仅供参考)
从排污井盖向下，是一座城市的地下管网，漆黑如墨、恶臭连连的下水管道，一般人望而却步，但这也是一座城市重要的基础设施和“血管”。如果长期以来不加清理，不仅影响河涌水质，还会造成拥堵和损坏。目前，地下管道维护作为管理城市“血管”的重要步骤，已经开始逐步走向机器人智能化。
城市暗涵就像河涌治理的‘地下战场’，地形环境非常复杂，例如在小型管道中，一线工人在狭小的作业空间内，部分管道甚至内藏着毒害气体，工人需要穿戴防护装备后配合人工吸污车才能进行，施工风险很高，而且效率低下，清理出来的淤泥大多还含水量大，导致后续运输、处理底泥的成本变高。
因此，清淤机器人也已经细分为检测、清淤、运输、修补等多种用途，以不同的功能特征，分别被用于城市内大小河道、湖库、公园景观水、污水管道、箱涵、隧道、暗涵、雨污分流管道等多种场景。也开始被用于化粪池、污水池、沉淀池、池塘清淤、河道清淤疏浚、市政箱涵清淤、水库清库扩容、深水区清淤、储罐清洗清淤、水仓清淤、排水沟疏通等领域。
以下介绍了几家典型企业的机器人产品。
▍中科恒清清淤机器人
中科恒清于2019年12月注册成立，企业位于开阳智能制造产业园，目前能够提供各类城市排水管网水下污泥清理一站式解决方案，并在机器人技术开发与成套设备研发方面卓有成效。2021年中科恒清申报的专利达到35项，其中7项发明专利，从专利保有量而言是环保清淤机器人研发的头部企业。
中科恒清自主研发的清淤机器人主要由取泥系统、水下行走系统、成像系统、照明系统、检测系统、控制系统等组成，还安装了多种智能监测装置与人机交互系统，能够实现设备的远程智能操作。中科恒清的清淤机器人一般采取履带式底盘，可以很好适用于多种复杂环境，兼具移动通过能力和作业效率，加上中科恒清掌握的机器人三维成像系统核心技术，其成套智能管式水下清淤机器人能够很好应用于大口径管道不停水清淤作业，且在精度和时效性、污泥处置效率上有着较好的优势。
值得一提的是中科恒清研发的机器人前后两端往往都有作业臂，一端的取泥装置具备强行破碎、防缠绕功能，可将石块、树枝、碎布等垃圾破碎至较小的体积。另一端的多功能机械臂带有冲击破碎锤，可以用于处理堵塞和板结；机器人清淤作业时机械臂处于收缩状态，很好地保证了机器人的作业平衡性和移动性稳定性。
同时这款机器人还可以选择装配剪抓一体化机械手，用于处理钢筋、树根及抓取杂物，或者选配全自由度喷头，喷射水泥砂浆用于修护管道破损，塌方，可以适用于圆管、方涵，污水泵站、生活污水沉淀池等场景。
环境适应性是中科恒清清淤机器人非常重视的领域，其推出的全地形机器人还能采用螺旋式推进结构，除适用于水体外，可以适用于浅水淤泥和沙地。同时，作业工具模块化也是其重点发展的重要方向。机器人配备环扫声呐成像系统还可探测扫描出水下物质结构，通过终端软件计算可得出水下三维模型；配备环扫激光雷达成像系统则可探测扫描水上物质结构，通过终端软件计算可得出水上三维模型；配备浑水高清成像系统则可辅助人为介入操作机器人，配备紫外线光固化修复UV-CIPP技术可以变身结构性缺陷管道修复机器人，提升了产品的通用性。
目前，中科恒清也正尝试开发浮力线缆、潜望镜等更多配件，提高产品的环境适用能力，同时借助系统化能力实现排水系统数字化，可视化，精准化，模型化，提高作业精度和效率。
▍阿尔法清淤机器人
西安阿尔法实业有限公司研发出的清淤机器人也非常具有典型性，其产品底盘不仅具有履带式和螺旋推进式，还有适用于沼泽、湿地、滩涂、油田、矿山等环境的可悬浮式底盘，中间能加装液压驱动渣浆泵，配合其清淤专用部件，实现了由上至下作业，更适合护城河清淤、异形管道清淤等场景下的两栖式工作。
由于阿尔法实业的清淤机器人驱动采取液压，整体动力和负载能力颇具优势，而且控制系统稳定性非常优越，这使其机器人往往也直接除了作业设备，还直接配备有泵送设备，搭载吸污头机器人可以很快同步实施污泥污水清除，省去了一台设备和人力的成本。
就作业流程来看，只需要操作员操作机器人行走在作业范围，控制作业端工作姿态和工作效率，机器人在行进过程就能一体化作业，首先由作业端对所处位置的淤泥沉渣进行搅散、搅匀、切割、揽收、破碎等处理，再直接由提取装置或者机器人进行提取和输送，最终把淤泥沉渣输送至后处理设备进行分类、分离、粉碎、过滤以及资源回收利用等。
液压系统也为该设备带来安全可靠、高效环保、机动灵活等优势，能实现有限空间淤泥一站式处理，机器人的自动化、智能化程度也很高，支持遥控、线控、兼容5G监测控制，无人远程操控，由于设备稳定性很高，作业过程中无需停工、停产、停运、排水，设备重复利用也很高，综合成本大大降低。
目前，阿尔法实业除了有管道清淤机器人，还在水面和水下以及两栖作业上不断研究进步，拓展出了水面垃圾处理机器人、蓝藻清理机器人、水环境管护多功能机器人、长臂打捞机器人等多种产品，可以实现整个水域范围的立面清淤作业。除此之外，阿尔法实业还有深水作业机器人，特点是可潜入水下10Ｍ，依靠吸除设备抽送淤泥或者其他介质，实用性非常强。
▍奇思环保管道清淤机器人
湖南奇思环保有限公司自主研发的管道清淤机器人强调了管道污水问题的实时监测和自主作业能力，希望实现下水道清淤的自动化、无人化问题。奇思环保作为“专精特新”小巨人企业，专注于有限空间水下污泥一站式处理工艺与机器人清淤设备研发，在处理生活垃圾、排水管网清淤养护、排水管网智慧运维等方面具有多项研发。
从产品来看，奇思环保的机器人装载了高清摄像头、声纳等传感器，如同机器人的“眼睛”，可以“耳听八方”多角度探测暗涵内情况和作业工况，全方位探测暗涵淤泥状态和避障，同时奇思环保还主要为水下清淤机器人量身打造了一套智能操控系统，能让机器人在黑暗、狭小的弯道、坡道如履平地、操控自如，有效保证了机器人应对复杂作业工况的能力。
据悉这套系统让机器人更加智能，不仅能实时准确掌握暗涵作业情况，还能匹配比对现场情况，实时感应并反馈机器人工况、水流速度、水深、环境温度等参数，让机器人能有效应对突发变化的河道状况。
这款机器人在进入管道初期，需要技术人员在地面操控室下达指令，通过控制台了解机器人的状态、所处环境，手动控制机器人清淤。后期在确保机器人顺利运转后，技术人员只需要一键式操作，机器人就能按照既定设置，自动实现暗涵清淤和归位。
综合而言，这款机器人有高效率、低成本、高安全系数三个特点，无论是遇到硬泥，还是生活垃圾、建筑垃圾，无论河道内是满水还是半水、深层还是浅层，机器人都能应对，具备更强的高效适应特点。
▍结语与未来
随着我国经济的快速发展和居民生活水平的不断提高，工农业废水和生活污水的排放量逐年增加，城市河流污染治理问题得到了越来越多管理者的重视。但由于管道清淤和维护大多属于政府采购为主导的经营活动，需要获得了市政公用工程施工、环保工程等多项资质，使得该市场大多是传统环保公司转型切入，且后续垄断性较强。
除了以上介绍的这几家企业，目前国内还有宁波广强机器人科技有限公司、上海澄泓管道机器人有限公司、北京恒通国盛环境管理有限公司、哈工大机器人集团、武汉齐宇天下环境科技有限公司等企业正在进行管道相关机器人研发和市场化。也有清华大学等高校正在自主研发下水道自动清淤机器人等更细分领域的产品，未来有望更进一步解决民用、市政等不同范围的管理清理问题。
国外美、英、法、日等国为满足长距离油气管道运输、自动清理检测的需求，也都正相继开展了管道机器人的研究。由于地下管道空间有限，情况复杂，已经对于更灵活可靠的智能机器人提出了明确需求，越来越多清淤机器人亮相并快速应用，智能化将成为解决地下管网维护的关键一环。
目前，这个领域仍然是朝阳产业，需要更多年轻人的加入。
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