城市地下排水管道智能清淤装备概念设计

数媒竞赛获奖作品信息及简介
作品名称城市地下排水管道智能清淤装备概念设计
参赛院校河南理工大学
指导老师周敏、黄晶
团队成员吉利娟、孟祥昀、朱娜娜
奖项等级国赛一等奖
竞赛年份2023

地下排水管道经过长时间使用后,污物杂质会形成淤泥沉积在管道内部,造成堵塞,需要对其及时清理来维护地下管网的正常运行。目前的清淤工作往往需要人工辅助或多台设备共同合作,效率不高,并且受到检查井井口尺寸限制、管道内部复杂的环境以及易燃易爆、有毒有害气体的存在等因素的影响,使得管道清淤工作的难度大大增加。本设计针对城市地下中大型排水管道清淤过程中存在的现状和问题,提出可适径调整的管道清淤装备概念设计方案,并从动力系统、监测系统、清淤系统、行走系统四个方面完成原型架构。设计方案采用并联机械机构,收缩时能够从直径600mm的检查井口进入管道内部,伸展时能够在直径900-1300mm的管道内撑壁前进,同时利用旋转刀头搅拌稀释淤泥,将淤泥泵送至管道外,并在清淤结束后完成管道清洗。本管道清淤概念装备设计能够从检查井口进入管道内部,展开后适应不同管径的工作,具备防水防爆的优点,替代人工作业的同时也大大提高了市政清淤效率。本设计具有以下两个创新点:1、是将模块化设计方法引入设计,将智能清淤装备的功能模块细分,并针对性地提出解决方案,为智能化清淤提供解决新思路。2、从排水管道清淤装备的机械结构设计出发,采用可伸缩的并联机构撑壁方案,使其具备适应管径尺寸变化的能力,从而实现了本设计能够适应不同管径的工作。