带夜视功能的管道检测清洁作业装置

在市政给排水管网、工业工艺输送管线、油气集输管道的日常运维场景中，人工进入管内作业存在空间受限、有毒有害气体积聚、视线受阻等多重安全风险，这类搭载检测与清洁功能的管内作业装置，正是为替代人工进入狭小管段完成运维任务而设计。从结构布局来看，该装置采用周向分布的支撑行走结构，三组带弹性预紧的支撑臂沿机身圆周均布，臂端设置行走滚轮，可在一定管径范围内自适应抵紧管壁，避免作业过程中出现卡滞、侧翻问题，前端的齿状轮盘集成清洁刷具功能，行进过程中可同步刮除管壁附着的污垢、锈蚀层与沉积杂物，无需额外搭载独立清洁执行端，有效压缩了整机轴向尺寸。驱动系统共配置6台行走驱动电机，分别对应各支撑臂端的行走滚轮，可通过差速控制实现管内直行、弯管转向动作，单独配置1台刷具驱动电机，为前端清洁轮盘提供旋转扭矩，保证清洁作业时的刮削力度满足管壁附着物清理需求。检测感知层面，机身集成带夜视补光功能的摄像头，可在无外部光照的管内环境下采集管壁图像，识别裂纹、腐蚀、接口错位等缺陷，同时搭载IMU惯性测量单元，可实时采集机身姿态、行进加速度等数据，结合多电机的转速反馈，推算装置在管内的行进位置，为运维人员提供精准的缺陷定位依据。设计过程中重点考量了管内作业的边界约束，整机径向尺寸适配常见的中小口径工业与市政管道，所有电气元件均做密封防护处理，可适应管内潮湿、存在少量积液的作业环境，支撑臂的弹性行程经过匹配计算，既能保证行走时的贴壁摩擦力足够，又不会因撑紧力过大导致管壁额外受力损伤，线缆与机身的连接部位做了防拖拽结构设计，避免长距离行进时线缆被管壁凸起剐蹭断裂。不同于传统的单一功能管道检测设备，该装置将检测与清洁功能集成在同一行走平台上，可在一次管内行进过程中同步完成管壁缺陷排查与积污清理作业，大幅减少管道运维的作业次数与停输时间，适配的管段涵盖市政供水、排水、化工物料输送等多个领域的常规管线，结构上的模块化设计也便于后续根据不同管径更换对应规格的支撑臂与清洁轮盘，拓展设备的适用管径范围。