设计背景
   随着城市化的发展，城市中的供水、排水、燃气等管道网络不断扩展和复杂化。这些管道是城市基础设施的重要组成部分，其清洁状况直接关系到城市的正常运行和居民的生活品质。例如，排水管道如果长期不清理，容易堵塞，导致污水外溢，影响城市环境卫生和居民生活。工业领域对管道的依赖程度极高，化工、能源、制药等行业有大量的管道用于输送各种介质。这些管道在使用过程中会因介质的腐蚀、沉积物的积累而影响管道的使用寿命和输送效率。因此，定期清洁工业管道对于保障生产安全、提高生产效率至关重要。

图 1  人工疏通管道

  当前80%以上的管道检测仍依赖人工方式（如下图1与图2所示），2021年国家安监总局报告显示，管道作业事故中63%由缺氧/有毒气体（如H2S浓度超标）引发，年均伤亡人数超200人；人工检测速度仅为0.1-0.3m/s，且受限于管径（DN300以下人员无法进入），市政管网检测覆盖率不足40%，人工记录缺陷定位误差达±2m，缺陷类型误判率超25%。

图 2  人工检测管道

  针对传统人工管道清洁效率低、成本高、安全隐患大等痛点，设计组研发出一款兼具智能检测、清理与修理功能的仿生六足机器人。该设备搭载先进传感技术与自动化控制系统，可自主识别管道污垢并完成精准清洗作业。新技术的应用显著提升了清洗效率与质量，同时有效降低人力成本与安全风险。

产品介绍

  智能管道检测、清理与作业仿生六足机器人，具有管道检测、管道清理与管道作业于一体的功能，能够通过仿生六足机器人的主控板与各模块的通信来对仿生六足机器人进行远程智能控制，进而来实现管道检测、管道清理与管道作业，这提高了管道维护的效率和安全性。

  其主要由三大核心模块——探针式磁探测模块、清洁探头模块和管道施工作业模块组成，以下是其各模块的用途及功能：

管道检测——探针式磁探测模块

  管道内部检测：该机器人可以深入管道内部，通过搭载的高清摄像头、磁探针传感器等设备，对管道内壁、接口、裂缝等进行全方位检测。它可以检测管道壁的裂纹、腐蚀、沉降等问题，及时发现潜在的安全隐患。

图 3  探针式磁探测模块

管道清洁——清洁探头模块

  机器人可以自动完成管道清洁工作，减少人工进入危险环境的需求。它能够通过机器人背部的清洁探头集成机械臂、高压水射流或旋转刷头，实现“检测-定位-清理”闭环操作。能够高效率去除管道内的沉积物和其他堵塞物。内置摄像头实时传输管道内部情况，帮助操作员监控清洁过程。

 

管道施工——管道施工作业模块

  利用搭载精巧可操控机械臂的专业设备，在管道维修与清洁工作中，能远程精准定位并处理问题，无需人员近距离接触危险或难达区域，集维修、更换部件与清洁功能于一体，显著提升作业效率，降低人工工作强度与复杂性。

图 5  管道施工作业模块

  该机器人具备多维度应用能力，在特殊环境应用方面，凭借六足结构在崎岖地形灵活运动的特性，通过集成无线通信模块实现远程控制；数据传输上，利用无线通信模块，既能将采集数据实时回传至控制终端，也支持操作人员远程发送指令，实现对机器人运动、清洁和监测等操作的远程控制；数据分析与预警层面，内置智能算法实时剖析数据，精准判断管道运行状态，一旦出现泄漏、堵塞、腐蚀等异常情况即刻发出预警；此外，其采用模块化设计，可依据不同应用场景与需求，灵活更换或添加探针式磁探测、清洁探头和可操控机械臂等模块，充分满足多样化作业需求。

图 6 模块化基础平台

  总之，智能管道检测、清洁与作业仿生六足机器人凭借其智能化、灵活性和高效性，在管道维护、特殊环境探测等领域具有广泛的应用前景。