【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及水下管道維護，具體而言，涉及一種水下管道清理設備。
技術介紹
1、水下管道清理設備廣泛應用于石油、天然氣、化學工業以及水務行業等領域，用于定期檢查和清理水下管道的內部結構。管道內壁容易受到腐蝕、結垢、污泥附著等多種因素的影響，導致管道通暢性下降、流體輸送效率降低，甚至發生管道堵塞或破裂等嚴重問題。因此，管道的定期清理和維護是確保其長期穩定運行的關鍵。
2、目前，水下管道清理主要依賴傳統的機械清理技術。這些傳統技術通常包括機器人清理系統、刷輪、旋轉清潔頭、機械刮板等形式，但這些方法往往存在一些無法忽視的問題。首先，傳統的清理設備一般沒有能力根據管道內壁的具體狀況靈活調整清理力度。大多數清理頭的轉速和清理力度都是預設的，無法根據管道的污染程度或腐蝕程度進行適應性調整。因此，若管道內壁污垢較為嚴重，可能導致清理效果不佳，甚至由于過高的轉速對管道內壁造成損害。而對于輕度污染的管道，過高的清理力度不僅浪費能源，還可能對管道造成不必要的磨損。其次，現有的水下管道清理設備大多依賴人工操作進行清理，依靠操作人員根據經驗判斷清理時所需的力度。人工干預不但會導致判斷誤差，還難以實現實時監測和調整清理力度，從而影響清理的精準性和效率。而且，由于水下環境的復雜性，人工干預的安全性和可靠性都受到很大的制約，尤其在深水或危險環境下，人工操作的風險極高。另外，現有技術中的管道內壁清理頭多為固定形態，無法根據不同管道的實際狀況進行靈活適應，且清理過程中常常缺乏對清理效果的實時反饋監測。這種技術缺陷使得清理工作不能根據不同管道狀況進行定
技術實現思路
1、本專利技術在于提供一種水下管道清理設備，其能夠緩解上述問題。
2、為了緩解上述的問題，本專利技術采取的技術方案如下：
3、本專利技術提供了一種水下管道清理設備，包括設備主體，所述設備主體設置控制模塊、圖像采集模塊、電動驅動機構、行走機構和管道內壁清理頭；所述行走機構用于貼合管道內壁行走；所述管道內壁清理頭用于通過轉動摩擦方式對管道內壁進行清理；所述電動驅動機構用于驅動所述管道內壁清理頭轉動；所述控制模塊用于控制所述電動驅動機構；所述管道內壁清理頭的轉動速度越大，對管道內壁的摩擦力越大，反之越小；所述圖像采集模塊能采集管道內壁圖像；所述控制模塊能根據管道內壁圖像判斷清理管道所需力度，并據此控制所述電動驅動機構，為所述管道內壁清理頭提供對應的轉動驅動力。
4、在本專利技術的一較佳實施方式中，所述管道內壁清理頭包括伸縮式管道內壁清理機構，以及固定于所述電動驅動機構的轉動端的轉盤；所述伸縮式管道內壁清理機構包括直線滑槽座、伸縮彈簧、條形直線滑塊和弧形管道內壁摩擦清理板；所述直線滑槽座徑向固定于所述轉盤；所述伸縮彈簧內置于所述直線滑槽座的滑槽，且第一端連接于所述滑槽內壁；所述條形直線滑塊滑動配合于所述滑槽，第一端連接于所述伸縮彈簧的第二端；所述條形直線滑塊的第二端伸至所述滑槽外，并可拆卸連接所述弧形管道內壁摩擦清理板內側。
5、在本專利技術的一較佳實施方式中，所述直線滑槽座的槽口可拆卸連接蓋板，且與所述直線滑槽座形成矩形伸縮口，所述條形直線滑塊的第二端從所述矩形伸縮口伸出。
6、在本專利技術的一較佳實施方式中，所述伸縮式管道內壁清理機構有多個，且沿所述轉盤的環線均勻分布。
7、在本專利技術的一較佳實施方式中，所述設備主體為六棱柱結構，其前端安裝所述控制模塊，以及通過支桿安裝圖像采集模塊，其后端安裝所述管道內壁清理頭，其六個側面均安裝行走機構。
8、在本專利技術的一較佳實施方式中，所述行走機構包括一個整機承重行走機構和五個管壁支撐調節行走機構；所述管壁支撐調節行走機構的管壁支撐輪能沿遠離所述設備主體的方向伸出，以匹配不同管徑的管道。
9、在本專利技術的一較佳實施方式中，所述控制模塊通過訓練的機器學習模型分析管道內壁圖像的清理難度，并將其劃分為多個級別；所述多個級別對應不同的轉速等級，每個轉速等級與清理所需的轉動驅動力成正比。
10、在本專利技術的一較佳實施方式中，所述控制模塊包括圖像處理單元和清理策略單元；所述圖像處理單元用于對管道內壁圖像進行預處理并提取特征，所述清理策略單元根據圖像處理結果選擇合適的轉速并生成對應的轉速指令。
11、在本專利技術的一較佳實施方式中，所述圖像采集模塊采用高清攝像頭，以獲取管道內壁的高精度圖像數據，所述圖像數據的分辨率不低于2k。
12、在本專利技術的一較佳實施方式中，所述控制模塊包括自適應調整機制，能夠根據實時反饋的管道內壁清理效果，動態調整清理頭的轉速；該調整機制通過反饋循環優化清理效率并降低能耗。
13、與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：
14、通過對管道內壁圖像進行分析，自動判斷管道內壁的污染程度和清理難度，精準選擇合適的清理力度，設備能夠實時判斷并調整清理頭的轉速，使其與管道的清理需求匹配，有效提升了清理效率和質量；
15、與現有技術中固定清理轉速的方式不同，本專利技術能夠根據不同管道狀況動態調整清理力度；輕度污染時采用較低轉速，避免不必要的能源浪費；重度污染時提高轉速，確保徹底清理；這種動態調整能力不僅提升了清理效果，還節省了能源，避免了不必要的磨損。
16、通過精確控制清理力度，本專利技術的設備能夠在保證清理質量的同時，最大程度降低能耗，減少對管道內壁的物理損傷，有助于延長管道的使用壽命；此外，設備能夠更快速地完成清理任務，減少對水下環境的干擾，具有較好的環保效果。
17、為使本專利技術的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉本專利技術實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。
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1.一種水下管道清理設備，包括設備主體(1)，所述設備主體(1)設置控制模塊(4)、圖像采集模塊(6)、電動驅動機構、行走機構和管道內壁清理頭；所述行走機構用于貼合管道內壁行走；所述管道內壁清理頭用于通過轉動摩擦方式對管道內壁進行清理；所述電動驅動機構用于驅動所述管道內壁清理頭轉動；所述控制模塊(4)用于控制所述電動驅動機構；其特征在于，所述管道內壁清理頭的轉動速度越大，對管道內壁的摩擦力越大，反之越小；所述圖像采集模塊(6)能采集管道內壁圖像；所述控制模塊(4)能根據管道內壁圖像判斷清理管道所需力度，并據此控制所述電動驅動機構，為所述管道內壁清理頭提供對應的轉動驅動力。
2.根據權利要求1所述的水下管道清理設備，其特征在于，所述管道內壁清理頭包括伸縮式管道內壁清理機構，以及固定于所述電動驅動機構的轉動端的轉盤(12)；所述伸縮式管道內壁清理機構包括直線滑槽座(8)、伸縮彈簧(13)、條形直線滑塊(9)和弧形管道內壁摩擦清理板(10)；所述直線滑槽座(8)徑向固定于所述轉盤(12)；所述伸縮彈簧(13)內置于所述直線滑槽座(8)的滑槽，且第一端連接于所述滑槽內壁；所述
3.根據權利要求2所述的水下管道清理設備，其特征在于，所述直線滑槽座(8)的槽口可拆卸連接蓋板(11)，且與所述直線滑槽座(8)形成矩形伸縮口，所述條形直線滑塊(9)的第二端從所述矩形伸縮口伸出。
4.根據權利要求2或3所述的水下管道清理設備，其特征在于，所述伸縮式管道內壁清理機構有多個，且沿所述轉盤(12)的環線均勻分布。
5.根據權利要求1所述的水下管道清理設備，其特征在于，所述設備主體(1)為六棱柱結構，其前端安裝所述控制模塊(4)，以及通過支桿(5)安裝圖像采集模塊(6)，其后端安裝所述管道內壁清理頭，其六個側面均安裝行走機構。
6.根據權利要求5所述的水下管道清理設備，其特征在于，所述行走機構包括一個整機承重行走機構(2)和五個管壁支撐調節行走機構(3)；所述管壁支撐調節行走機構(3)的管壁支撐輪能沿遠離所述設備主體(1)的方向伸出，以匹配不同管徑的管道。
7.根據權利要求1所述的水下管道清理設備，其特征在于，所述控制模塊(4)通過訓練的機器學習模型分析管道內壁圖像的清理難度，并將其劃分為多個級別；所述多個級別對應不同的轉速等級，每個轉速等級與清理所需的轉動驅動力成正比。
8.根據權利要求7所述的水下管道清理設備，其特征在于，所述控制模塊(4)包括圖像處理單元和清理策略單元；所述圖像處理單元用于對管道內壁圖像進行預處理并提取特征，所述清理策略單元根據圖像處理結果選擇合適的轉速并生成對應的轉速指令。
9.根據權利要求1所述的水下管道清理設備，其特征在于，所述圖像采集模塊(6)采用高清攝像頭，以獲取管道內壁的高精度圖像數據，所述圖像數據的分辨率不低于2K。
10.根據權利要求1所述的水下管道清理設備，其特征在于，所述控制模塊(4)包括自適應調整機制，能夠根據實時反饋的管道內壁清理效果，動態調整清理頭的轉速；該調整機制通過反饋循環優化清理效率并降低能耗。
...【技術特征摘要】
1.一種水下管道清理設備，包括設備主體(1)，所述設備主體(1)設置控制模塊(4)、圖像采集模塊(6)、電動驅動機構、行走機構和管道內壁清理頭；所述行走機構用于貼合管道內壁行走；所述管道內壁清理頭用于通過轉動摩擦方式對管道內壁進行清理；所述電動驅動機構用于驅動所述管道內壁清理頭轉動；所述控制模塊(4)用于控制所述電動驅動機構；其特征在于，所述管道內壁清理頭的轉動速度越大，對管道內壁的摩擦力越大，反之越小；所述圖像采集模塊(6)能采集管道內壁圖像；所述控制模塊(4)能根據管道內壁圖像判斷清理管道所需力度，并據此控制所述電動驅動機構，為所述管道內壁清理頭提供對應的轉動驅動力。
2.根據權利要求1所述的水下管道清理設備，其特征在于，所述管道內壁清理頭包括伸縮式管道內壁清理機構，以及固定于所述電動驅動機構的轉動端的轉盤(12)；所述伸縮式管道內壁清理機構包括直線滑槽座(8)、伸縮彈簧(13)、條形直線滑塊(9)和弧形管道內壁摩擦清理板(10)；所述直線滑槽座(8)徑向固定于所述轉盤(12)；所述伸縮彈簧(13)內置于所述直線滑槽座(8)的滑槽，且第一端連接于所述滑槽內壁；所述條形直線滑塊(9)滑動配合于所述滑槽，第一端連接于所述伸縮彈簧(13)的第二端；所述條形直線滑塊(9)的第二端伸至所述滑槽外，并可拆卸連接所述弧形管道內壁摩擦清理板(10)內側。
3.根據權利要求2所述的水下管道清理設備，其特征在于，所述直線滑槽座(8)的槽口可拆卸連接蓋板(11)，且與所述直線滑槽座(8)形成矩形伸縮口，所述條形直線滑塊(9)的第二端從所述矩形伸縮口伸出。
4.根據權利要求2或3所述的水下...
【專利技術屬性】
技術研發人員：孫亮，周晨陽，楊龍軍，李路，黃愛民，林峻，王濤，谷佳宇，趙元吉，何雙元，蔡瑞奇，
申請(專利權)人：中國水電基礎局有限公司，
類型：發明
國別省市：
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