智能下水道清理装置

1作品背景

随着我国城市化进程的推进，城市人口增多，大量的生 活垃圾，给下水道排污带来巨大压力，因此，城市下水道的 维护对城市发展越来越重要，传统人工清理，工作量大，环 境恶劣，效率低，效果不佳，现代联合清污车清理，针对大 型管道效率高，效果好，但对分布更广，更易堵塞的小型管道 而言，清理方式不够灵活，成本过高。

2下水道堵塞实例

据中国新闻网报道，09年7月3日下午，北京通州区新 华联家园北区发生一起污水井中毒事故，造成6名物业人员 和一名19岁的消防员死亡，4名新华联家园中毒物业人员仍 在病房内接受治疗。09年7月7日，河南安阳安泰苑小区，由 于生活垃圾导致管道堵塞，三名工人下窨井打捞生活垃圾，清 理污水管道，沼气中毒，一人窒息抢救无效身亡，两人还处于 昏迷状态。沼气中毒，是指人们在污水井、沼气池等密闭空间 内作业，因为吸入了有毒气体而引起的急性全身性中毒。夏季 温度较高，各种有毒有害气体聚集和挥发的程度比较高，污 水井、下水道内有毒气体浓度要比以往高，所以发生中毒窒息 事故大大增加。如果机器能代替人工就不会出现此类现象。

据法制晚报报道，09年7月1日，北京一条街上总共40 个下水井，近一半都出现了堵塞的情况，大部分都是因为铁 井盖丢失后，大量杂物堆积所致，也被大量的泥土和树叶填 满。下水道都被堵住，雨天的雨水排不出去，大路就变成了小 河，行人，汽车都不好走。天气一热，井中的积水泡着垃圾, 散发出的臭气令人作呕，当地居民对此叫苦不迭。2009年6月 4日，福建福州一中学2 000名学生趟水回家，因为学校里的 一个工地在施工时不小心弄堵了下水道，当时疏通了一次，可 是没多久，下水道又堵了，没有一次性解决根本问题。如果城 市定期进行下水道维护及保养，保持下水管道的畅通，诸多问 题就得以解决。

本智能下水道清理装置的主要应用领域是市政下水道清 污工作;作品的设计理念是智能，轻便，高效。

3结构组成

本智能下水道清理装置的主要组成部件有履带式小车底 盘，控制箱，水泵，超声波传感器，摄像头，可扩展机械臂, 可升降工作台，水枪，清污铲等。图1所示是这些组成部件的 实物图。

4工作原理

本智能下水道清理装置的工作原理如下：

准备。就是利用现有的吸污车将堵塞管道内污水抽出, 避免污水干扰装置工作，然后利用阻流袋隔断上游污水管道, 避免上游污水的干扰；

探测。将装置从堵塞管道上游工作井放入管内，超 声波传感器探测管道直径，摄像头实时观测管内状况，并将 探测情况反馈到控制器

调整。控制器根据探测收集的数据，智能调整机械 臂与工作台的位置，以适应管内状况；

清理。清理主要分为两部分:第一是针对管壁粘附物-- 机械臂将伸展至接近管壁，然后机械臂以及端部转刀同时旋 转，沿管壁旋转搅动垃圾，同时水枪出水，冲击管壁，彻底 清理管道粘附物；其二是针对管底垃圾--根据摄像头观测情 况，人为调整机械臂与工作台位置，逐层切削污泥层，同时下 部水枪冲洗切削过的污泥层，使污泥流至下游；此外，针对 管底顽固垃圾，清污铲与水枪配合，实现推除与冲洗同步进行, 彻底清理管底垃圾。

反馈调节。用摄像头与超声波传感器实时反馈观测 信息，如存在清理不彻底或其他意外情况，可及时调整装置, 达到最佳清理状态。

5作品优势和应用前景

本装置体型小巧，能深入直径在300mm至800mm的小 口径下水道内进行清理，代替人工，避免人工下井工作的危险 性。同时，采用近距离清理，降低功耗，弥补大型联合清污 车成本过高的不足。另外就是操作简便，可反馈下水道状况， 可定期对下水道进行排查清理，保持下水道的畅通，增强下水 道的排污能力。

本智能下水道清理装置可用于雨污水下水道的堵塞清理 工作;可定时进行下水道的排查清理，保持下水道的通畅，增 强下水道的排污能力，最大程度降低城市内涝的风险，防患 于未然；另外，还可对装置进行改装，以用于化工管道以及 中央空调管道等小型管道的清污工作。

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