(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211224538.1 (22)申请日 2022.10.09 (71)申请人 北京大学南昌创新研究院 地址 330000 江西省南昌市南昌 高新技术 开发区艾溪湖北路269号10 #楼 (72)发明人 范瑞峰　邵金燕　翟江　喻俊志　 崔立家　刘生强　郝少辉　吴天岭　 刘思洋　 (74)专利代理 机构 广东柏权维知识产权代理有 限公司 4 4898 专利代理师 陈燕妹 (51)Int.Cl. E03F 7/10(2006.01) G01D 21/02(2006.01) G06V 20/70(2022.01)G06V 10/26(2022.01) (54)发明名称 一种管道智能清淤机 器人 (57)摘要 本发明提供了一种管道智能清 淤机器人， 包 括： 液压动力组件， 与多个液压输出端连接， 用于 为清淤机器人提供液压动力； 电控组件， 与液压 动力组件 连接， 用于控制液压动力组件的液压动 力输出， 并配合地理信息系统用于清 淤机器人获 取管道内环境参数； 超声扫描组件， 用于对管道 进行连续扫描， 并构建管道内淤泥三维模型； 吸 污绞龙破碎组件， 用于对管道内污物进行破碎筛 选清除。 本发明液压动力组件可靠性较高， 故障 率较低； 配合地理信息系统用于清 淤机器人获取 管道内环 境参数， 能够大幅提升清 淤机器人的工 作效率， 减少清淤机器人的损坏率； 构建管道内 淤泥三维模型， 提升了清淤的效率； 设置吸污绞 龙破碎组件实现了 污物的破碎、 筛 选和清除。 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 CN 115450310 A 2022.12.09 CN 115450310 A 1.一种管道智能清淤机器人， 其特 征在于， 包括： 液压动力组件， 与多个液压 输出端连接， 用于为清淤机器人提供 液压动力； 电控组件， 与液压动力组件连接， 用于控制液压动力组件的液压动力 输出， 并配合地理 信息系统用于清淤机器人获取 管道内环境 参数； 超声扫描组件， 用于对管道进行 连续扫描， 并构建管道内淤泥三维模型； 吸污绞龙破碎组件， 用于对管道内污物进行破碎筛 选清除。 2.如权利要求1所述的管道智能清淤机器人， 其特征在于， 液压动力组件、 电控组件、 超 声扫描组件、 吸污绞龙破碎组件和控制器安装在机器人本体， 控制器与液压动力组件、 电控 组件、 超声扫描组件、 吸污绞龙破碎组件连接， 液压动力组件与机器人本体上液压装置连 接， 电控组件与机器人本体的控制器连接， 吸污绞龙破碎组件安装在机器人本体的前端。 3.如权利要求1所述的管道智能清淤机器人， 其特征在于， 电控组件包括陀螺仪、 力传 感器、 温度传感器、 湿度传感器和气体传感器； 陀螺仪安装在机器人本体上， 与控制器连接， 用以保证清淤机器人的平衡； 力传感器安装在 吸污绞龙破碎组件的前端， 与控制器连接， 用以测量污物与吸污绞龙 破碎组件接触产生的压力， 反映污物的数量， 评估清淤机器人与污物接触面是否需要调整； 温度传感器、 湿度传感器和气体传感器安装在机器人本体的前端， 与控制器连接， 用以 测量管道内的温度、 湿度和气体浓度， 保证清淤机器人能够稳定的工作。 4.如权利要求2所述的管道智能清淤机器人， 其特征在于， 控制器包括对温度传感器、 湿度传感器和气体传感器的测量数据进行加权融合的加权融合模块。 5.如权利要求 4所述的管道智能清淤机器人， 其特 征在于， 加权融合模块具体包括： 平均值计算子模块， 控制器获取温度传感器、 湿度传感器或气体传感器的历史测量数 据， 并将历史测量数据求平均值； 权重计算子模块， 基于得到温度传感器、 湿度传感器或气体传感器的历史测量数据计 算温度传感器、 湿度传感器或气体传感器的测量精度， 进 而计算出权 重； 融合值计算子模块， 基于权重的值对当前时刻温度传感器、 湿度传感器和气体传感器 的测量数据进行加权融合， 生成融合 值。 6.如权利要求1所述的管道智能清淤机器人， 其特征在于， 陀螺仪安装有保证清淤机器 人沿着直线运动且不会发生跑偏的线性控制器， 线性控制器的控制量由比例P和积分I组 成。 7.如权利要求1所述的管道智能清淤机器人， 其特 征在于， 地理信息系统包括： 第一信息采集模块， 用于采集管道内的场景图像信息； 第二信息采集模块， 接收控制器处理后的温度传感器、 湿度传感器和气体传感器的测 量数据， 得到管道内的温度、 湿度和气体浓度； 信息处理模块， 根据第一信息采集模块和第二信息采集模块的信息采集结果， 确定管 道内的环境 实况， 确定对淤泥、 菌 藻及污水的处理路径及工作时间， 将处理路径和工作时间 发送至控制器， 控制器控制清淤机器人进行清淤工作。 8.如权利要求7所述的管道智能清淤机器人， 其特征在于， 场景图像信 息包含： 淤泥、 菌 藻及污水； 气体包 含硫化氢、 瓦斯和氧气。 9.如权利要求1所述的管道智能清淤机器人， 其特 征在于， 超声扫描组件 包括：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115450310 A 2场景图像信息获取模块， 通过控制器调取地理信息系统的场景图像信息； 淤泥图像识别模块， 根据控制器内数据库 预设的淤泥图像数据识别处场景图像信 息的 淤泥图像； 图像预处理模块， 通过超声扫面组件对管道内进行扫描， 将扫描得到的淤泥图像与淤 泥图像识别模块的淤泥图像进行合并； 图像分割模块， 将合并后的淤泥图像进行分割， 分割后的淤泥图像进行重建， 得到管道 内淤泥的三维模型， 将三维模型发送至控制器。 10.如权利要求1所述的管道智能清淤机器人， 其特 征在于， 吸污绞龙破碎组件 包括： 污物吸收模块， 用于吸 收污水、 淤泥及菌藻等； 污物传动模块， 在绞龙的带动下， 将吸收的污水、 淤泥及菌藻进行传动， 到达污物破碎 模块； 污物破碎模块， 将淤泥及菌藻进行破碎处 理， 达到便于清理的颗粒级别。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115450310 A 3