一、设计原理

以“痛点导向+模块协同 ”为核心逻辑，针对传统管道清理设备三大核心问题构建技术解决方案：

1.针对“管径适配难 ”，构建“传感器检测-固定模块顶撑+移动模块轮距联动 ”的闭环控制体系，通过实时数据反馈调整结构参数，解决不同管径下装置与管壁压紧力不稳定的问题。

2.针对“弯道通过差 ”，融合360 °旋转关节+角度传感器+中轴线对齐算法，实时捕捉弯道角度并动态调整动力分配，降低转向阻力，突破传统固定轮组过弯难的结构限制。

3.针对“清洁效果弱 ”， 以多工具组合+全角度旋转为基础，结合传感器分级识别技术，实现按需切换清洁模式，通过工具与旋转动作的协同，消除管道内壁清洁盲区。

同时，通过有限元分析（Ansys）对核心部件（支撑杆、万向节等）进行应力、变形测试，确保结构稳定性； 以模块化设计为基础，实现各模块独立运维与功能扩展，兼顾当前作业需求与未来升级可能性。

二、设计方案

1.清洁模块设计：钻头选用硬度≥HRC55 的高强度合金钢，确保顽固结垢破除能力；高压水枪压力设计为 0.2-0.5MPa 可调，适配不同材质管道（如塑料管道低压、金属管道高压）；毛刷采用高耐磨尼龙丝，提升使用寿命 2倍，三者呈三角分布，保障清洁无死角；

2.动力模块设计：选用额定扭矩≥15N ·m 的直流电机，搭配传动效率≥90%的行星减速齿轮组，为移动、清洁、旋转模块提供充足动力；同时增设过载保护与过热保护装置，避免长时间高负载作业导致设备损坏；

3. 固定模块设计：顶撑臂采用 6061-T6 铝合金材质（轻质且强度高），设计为多级伸缩结构，单臂顶撑力≥500N ，确保不同管径下均能稳定固定装置，避免作业晃动；

4.移动模块设计： 防滑轮采用橡胶凹凸纹路设计，提升管道内抓地力30%；三组轮子呈等边三角分布，增强行进稳定性；轮距通过丝杆调节，配合动力模块实现 0.3-0.8m/min 无级调速，适配不同作业场景；

5.旋转模块设计：旋转关节采用精密轴承传动，传动精度达±0.1 ° ;搭配精度±0.5 ° 的角度传感器，通过 PID 算法实现闭环控制，转向延迟< 0.5 秒，确保弯道通过精准高效；

6.传感器模块设计：选用防护等级 IP67 的工业级传感器，适配管道内潮湿、多尘环境；污垢识别精度≥90% 、管径检测误差≤±2mm ，确保数据采集精准可靠，为模块协同提供有力支撑。

一、技术维度：创新突破且合规可行

（一）核心技术破痛点

首创三模块联动的多管径自适应技术，适配 500-800mm 管径并降 85%卡顿风险；融合旋转关节与算法的弯道通过技术，减 50%转向阻力；分级清洁技术按堵塞等级自动切换工具，盲区清除率 95% 、复杂堵塞清除率提70% ，满足政策效率要求。

（二）落地合规有保障

核心部件选工业级产品，经实测单公里清理 25 分钟（效率提44%），落地性强；部件经有限元验证，获 2 项软著，参数契合政策，合规无风险。

二、功能维度：全链覆盖且实用灵活

（一）核心功能优体验

实现清理全流程自动化，减少人工；实时采数据生成达标报告，便于合规追溯；部件耐磨且带保护，故障率降 70% ，模块化维护省 50%成本。

（三）全维适配促长效

功能覆盖清理、监管、运维全需求；预留扩展接口可升级，适配多场景管道，满足长期发展。

总结： 自适应管道清理装置全链条增效，赋能管道清理体现在

（一）技术层面： 以三模块自适应、弯道通过、分级清洁三大核心技术为支撑，精准解决管径适配、转向阻力、堵塞清理等痛点，关键效率指标（如卡顿降 85% 、复杂堵塞清除率提 70%）大幅优化。

（二）落地层面：采用工业级部件保障实用性（单公里清理 25 分钟，效率提 44%），经专业验证且获软著，完全契合政策要求，合规无风险。

（三）功能层面：覆盖清理、监管、运维全流程，实现自动化操作、数据追溯、低故障运维（故障率降 70%） ，模块化设计大幅降低维护成本（省50%）。

（四）发展层面：预留扩展接口，可适配多场景管道与未来升级需求，支撑长期长效使用。