项目背景
针对目前我国已运营排水管网不同病害的管道，大致形成两类修复技术：开挖修复技术和非开挖修复技术。对于传统道路“开膛破肚”的开挖修复技术存在很多难题，例如城市交通占道、开挖场地小、开挖修复成本高、影响市民生产生活、不符合安全管理要求等问题，故开挖修复具有很大的局限性；然而，非开挖修复技术具有工艺简单、效率高、工期短、适用性强、工程安全可靠、不影响交通等优点，使得非开挖修复技术在管道修复中得到广泛应用。 我国城市地下管线（供水、供热、燃气、排水）总长度为349.03万公里。根据文件《中国非开挖管道修复行业市场深度评估及2019—2023年投资可行性咨询报告》测算，我国目前运营排水管网有20.1万公里需维修。供水管网有17万公里需修复更新。2023年12月，全国住房城乡建设工作会议提出，2024年将继续加快推进城市更新行动，大力推进城市地下管网改造，预计未来我国将每年改造10万公里以上地下管线。 国内虽已基本掌握了管道非开挖修复预处理机器人的研发技术，但在管道作业机器人的研发技术上仍处于空缺的状态，尚未形成实际工程化应用能力，存在较为明显的市场痛点。
项目介绍
该项目旨在开发和应用一种管道非开挖修复预处理机器人，用于处理市政排水管网和其他管道系统中的障碍物、堵塞物及污垢等问题。 本项目的主要目标是通过使用高精度的机器人技术，有效清除管道内的障碍物，为后续的管道非开挖修复工作做好预处理工作，提高管道维护的效率和质量。 该项目涵盖了市政排水管网和其他管道系统的非开挖修复预处理阶段，包括清障、清洁、除锈、除垢等操作。项目范围包括开发机器人的工程设计、控制系统和传感器选择、算法开发和测试验证等。 当前已完成产品样机的开发设计，能够实现管道内的预处理工作，并具备视频回传、精准定位、切割障碍物等功能。已完成对产品进行实际使用场景的测试和性能评估阶段，取得了令人满意的结果。在研发过程中，项目团队面临了管道内工作的技术挑战，并采取了相应的解决方案，使得机器人能够成功实现相关功能。样机能够有效地处理120米DN400到DN600管道，并实现视频回传、精准定位、切割障碍物等功能，确保障碍物的凸起不超过10mm。此外，样机达到了IP55防护等级要求，具备防倾覆能力和越障能力。 项目团队对可能出现的技术和市场风险进行了评估，并制定了相应的风险应对计划，确保研发进程的顺利进行。根据测试和评估的结果，项目团队将进一步优化产品性能和稳定性。同时将继续改进机器人的功能和高效工作能力，进一步推动机器人产业化发展。
技术优势
本项目解决了传统管道修复中的技术难题和行业热点问题，例如需要进行开挖作业，对环境和周围设施存在破坏风险，工作效率低下等。非开挖修复预处理机器人能够在不破坏地面的情况下进行修复工作，解决了传统方法中的难题。 本项目的机器人具备视频回传、精准定位、切割障碍物等功能，可以在管道内进行精准、高效、智能化的预处理工作。这种非开挖修复预处理技术的不可替代性，使得项目在解决管道修复问题上具有独特的优势。 随着社会的发展和环境意识的增强，对于传输管道的维护修复需求不断增加，而非开挖修复技术正是符合了这一趋势的解决方案。相比传统的开挖修复方法，非开挖修复预处理机器人更加高效、环保，并具备远程操作和准确定位等先进技术，有助于提高工作效率和降低成本。 本项目提供了完整的解决方案，包括机器人本体、线缆车、地面站设备以及相关技术人员的培训。这种配套完整性使得整个技术可以顺利实施，并满足用户的需求。 随着管道行业的发展，修复预处理机器人在市场上的需求和认可度不断增加。非开挖修复技术已经在许多国家得到广泛应用，并得到了相关行业的认可。这种技术在环境友好、工作效率和准确性方面的优势，使其能够适应市场需求，并具备较高的市场适应性和认可程度。
研究团队
本团队现有博士生导师5人，教育部“百人计划”1人，重庆市杰出青年科学基金获得者1人，国家青年拔尖人才1人。 该项目已取得专利6项，其中4项发明专利，软著5项，论文4篇，测试报告1份，技术报告1份，机器人1套。
