基本信息
- 项目名称：
- 管道自适应清理疏通装置
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 设计制造一种装置，能够在排水管道中自由运动，清理并疏通管道中的堵塞物，并能够保障施工人员的人身安全和提高清理疏通的工作效率。而作品的制作总成本不会超过800元，价格远低于现有清理疏通设备，具有一定的市场前景。解决城市排水管道疏通难题，并扩展到管道电缆铺设、管壁探伤、管壁喷漆等领域。
- 详细介绍：
- 该装置融合了履带和轮式两种传动方案的优势，具备一定的避障能力，能在复杂的管道中顺利运动。并采用差速传动原理使装置能够在管道中平稳通过各种不同角度的弯道，且装置在管道行动中，不易倾覆，提高了装置的作业适应能力；同时能通过专门的步进电机以及其传动机构来控制摄像头在管道中进行360°的观察，以检验管道的清理效果以及管道环境，为操作者的清理工作提供重要信息；同时采用不同的清理工具相互配合，以实现多种清理方式，保证清理效果，提高工作效率。而且该装置采用了模块化设计，装置由三个模块组成，即驱动装置、清理装置和监测装置，分别具有专门功能，可以互相搭配出3种不同的工作模式，装置工作更加灵活、高效。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 一、作品设计目的： 随着城市快速的发展，城市中的排水管道担负着越来越大的排污责任，排水管道因此经常堵塞，影响了城市卫生和发展。鉴于此，设计并制造出一种装置，解决城市排水管道疏通难题，并扩展到管道电缆铺设、管壁探伤、管壁喷漆等领域。 二、作品设计思路： 设计制造一种装置，能够在排水管道中自由运动，清理并疏通管道中的堵塞物，并能够保障施工人员的人身安全和提高清理疏通的工作效率。而作品的制作总成本不会超过800元，价格远低于现有清理疏通设备，具有一定的市场前景。 三、作品创新点： 1.装置能在水平管道内转弯并能适应管径的变化，以适应管道内的复杂情况； 2.利用步进电机与摄像头托盘相连，达到精确控制摄像头旋转的目的，全方位观察管内情况； 3.执行机构能够方便更换可执行的元件并使之能够两两组合(如扫除机构﹑破碎机构﹑垃圾转移机构)，提高清理疏通工作效率。 四、作品技术关键： 管道清理疏通装置涉及机械原理与设计、机械加工、单片机技术等多学科技术融合。基于STC12C5A60S2单片机控制系统的关键技术在于如何协调单片机控制与装置机构运动之间的工作。 五、作品技术指标： 装置重量：12Kg；工作电源：24V直流电源；行驶速度：0~0.1m/s；爬坡能力：≤20°；越障高度：30mm；牵引力：≤300N。
科学性、先进性
- 一、先进性： 本作品旨在设计并制造出一种装置，能够在管道中自由活动，清理疏通管道中的堵塞物，并能够保障施工人员的人身安全和提高清理疏通的效率，不耗油，节省作业成本，而且不破坏管道内壁。 二、作品的科学性： 驱动装置模块的传动借鉴了履带和轮式驱动，增加了装置的抓地力，并具具备一定的越障能力，同时设计中采用了双轮差速行驶，这样才能保证装置在管道以及弯道中顺利运动。 清理装置模块主要负责对管壁进行清理工作，刷头执行机构的转向和速度均可调，可以实现边走边刷，原地清理疏通等多种工作模式。在装置进行管道作业时，当管径变化小于φ50mm时，刷头执行机构可以自动适应管径的变化；当管径变化大于φ50mm时，可以通过改变驱动装置与清理装置之间连接螺栓的长度，来改变刷头相对于装置底盘的距离，同时配合刷头执行机构的变化，以适应管径的变化。 监测装置主要负责控制摄像头的旋转，实现摄像头360°全方位观察管道内情况，迅速制定出管道清理方案。装置全身采用蜡封防水，以保证装置在水中能正常工作。
获奖情况及鉴定结果
- 本项目获得了国家大学生创新性实验计划的资助，并获得了第十二届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品赛南昌大学特等奖。
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 专利实施许可
作品可展示的形式
- ■实物、产品 ■图纸 ■现场演示 ■图片 ■录像 ■样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 一、使用说明： 将装置放入管道后，打开控制器电源，根据需要选择相应的方案即可开始清理疏通管道。 二、技术特点与优势： 装置融合履带和轮式传动方案优势，具备避障能力，能在管道中顺利运动。采用差速传动原理使装置能够在管道中通过不同角度的弯道，不易倾覆，提高了装置的作业适应能力；能通过步进电机来控制摄像头进行360°的观察，以检验管道的清理效果以及管道环境，同时采用不同的清理工具相互配合，提高工作效率。装置采用了模块化设计，即驱动装置、清理装置和监测装置，分别具有专门功能，可以互相搭配出3种不同的工作模式，装置工作更加灵活、高效。 三、作品适应范围： 该装置适应在管径范围在φ400mm~φ600mm之间的管道清理疏通工作。还能扩展到管道电缆铺设、管壁探伤、管壁喷漆等领域。 四、作品市场分析： 能够替代现有落后的清理疏通技术和设备，节省政府与企业开支。同时能够降低装置的操作难度，保障工作人员在作业时的人身安全。装置价格远低于现市政工程人员专用清障车，操作简单，不耗油，节约自然资源。
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