城市「血栓」怎麼治？機器人+來襲，多家管線清淤機器人企業申請出戰

越來越多城市建設既要注重“面子”，更開始注重“裡子”。

從排污井蓋向下，是一座城市的地下管網，漆黑如墨、惡臭連連的下水管道，一般人望而卻步，但這也是一座城市重要的基礎設施和「血管」。如果長期以來不加清理，不僅影響河湧水質，還會造成擁擠和損壞。目前，地下管線維護作為管理城市「血管」的重要步驟，已經開始逐步走向機器人智慧化。

城市暗涵就像河湧治理的'地下戰場'，地形環境非常複雜，例如在小型管道中，一線工人在狹小的作業空間內，部分管道甚至內藏著毒害氣體，工人需要穿戴防護裝備後配合人工吸污車才能進行，施工風險很高，而且效率低下，清理出來的淤泥大多還含水量大，導致後續運輸、處理底泥的成本變高。

因此，清淤機器人也已經細分為檢測、清淤、運輸、修補等多種用途，以不同的功能特徵，分別被用於城市內大小河道、湖庫、公園景觀水、污水管、箱涵、隧道、暗涵、雨污分流管等多種場景。 也開始被用於化糞池、污水池、沉澱池、池塘清淤、河道清淤疏浚、市政箱涵清淤、水庫清庫擴容、深水區清淤、儲槽清洗清淤、水倉清淤、排水溝疏通等領域。

以下介紹了幾家典型企業的機器人產品。

▍中科恆清清淤機器人

#中科恆清於2019年12月註冊成立，企業位於開陽智慧製造產業園區，目前能夠提供各類城市排水管網水下污泥清理一站式解決方案，並在機器人技術開發與成套設備研發方面卓有成效。 2021年中科恆清申報的專利達到35項，其中7項發明專利，從專利保有量而言是環保清淤機器人研發的頭部企業。

中科恆清自主研發的清淤機器人主要由取泥系統、水下行走系統、影像系統、照明系統、偵測系統、控制系統等組成，也安裝了多種智慧監測裝置與人機互動系統，能夠實現設備的遠端智慧操作。 中科恆清的清淤機器人一般採取履帶式底盤，可以很好適用於多種複雜環境，兼具移動通過能力和作業效率，加上中科恆清掌握的機器人三維成像系統核心技術，其成套智慧管式水下清淤機器人能夠很好地應用於大口徑管道不停水清淤作業，且在精度和時效性、污泥處置效率上有著較好的優勢。

值得一提的是中科恆清研發的機器人前後兩端往往都有作業臂，一端的取泥裝置具備強行破碎、防纏繞功能，可將石塊、樹枝、碎布等垃圾破碎至較小的體積。另一端的多功能機械手臂帶有衝擊破碎錘，可用於處理堵塞和板結；機器人清淤作業時機械臂處於收縮狀態，很好地確保了機器人的作業平衡性和移動性穩定性。

同時這款機器人還可以選擇組裝剪抓一體化機械手，用於處理鋼筋、樹根及抓取雜物，或選配全自由度噴頭，噴射水泥砂漿用於修護管道破損，塌方，可適用於圓管、方涵，污水泵站、生活污水沉澱池等場景。

環境適應性是中科恆清清淤機器人非常重視的領域，其推出的全地形機器人還能採用螺旋式推進結構，除適用於水體外，可以適用於淺水淤泥和沙地。同時，作業工具模組化也是其重點發展的重要方向。機器人配備環掃聲吶成像系統還可探測掃描水下物質結構，透過終端軟體計算可得出水下三維模型；配備環掃雷射雷達成像系統則可探測掃描水上物質結構，透過終端軟體計算可得出水下三維模型；配備環掃雷射雷達成像系統則可偵測掃描水上物質結構，透過終端軟體計算可得出水上三維模型；配備渾水高清成像系統則可輔助人為介入操作機器人，配備紫外線光固化修復UV-CIPP技術可變身結構性缺陷管道修復機器人，提升了產品的通用性。

目前，中科恆清也正嘗試開發浮力線纜、潛望鏡等更多配件，提高產品的環境適用能力，同時藉助系統化能力實現排水系統數位化，可視化，精準化，模型化，提高作業精度和效率。

▍阿爾法清淤機器人

西安阿爾法實業有限公司研發出的清淤機器人也非常具有典型性，其產品底盤不僅具有履帶式和螺旋推進式，還有適用於沼澤、濕地、灘塗、油田、礦山等環境的可懸浮式底盤，中間能加裝液壓驅動渣漿泵，配合其清淤專用部件，實現了由上至下作業，更適合護城河清淤、異形管道清淤等場景下的兩棲式工作。

由於阿爾法實業的清淤機器人驅動採取液壓，整體動力和負載能力頗具優勢，而且控制系統穩定性非常優越，這使其機器人往往也直接除了作業設備，還直接配備有泵送設備，搭載吸污頭機器人可以很快同步實施污泥污水清除，省去了一台設備和人力的成本。

就作業流程來看，只需要操作員操作機器人行走在作業範圍，控製作業端工作姿態和工作效率，機器人在行進過程就能一體化作業，首先由作業端對所處位置的淤泥沉渣進行攪拌、攪拌、切割、攬收、破碎等處理，再直接由提取裝置或者機器人進行提取和輸送，最終把淤泥沉渣輸送至後處理設備進行分類、分離、粉碎、過濾以及資源回收等。

液壓系統也為設備帶來安全可靠、高效環保、機動靈活等優勢，能實現有限空間淤泥一站式處理，機器人的自動化、智慧化程度也很高，支援遙控、線控、相容5G監測控制，無人遠端操控，由於設備穩定性很高，作業過程中無需停工、停產、停運、排水，設備重複利用也很高，綜合成本大大降低。

目前，阿爾法實業除了有管道清淤機器人，還在水面和水下以及兩棲作業上不斷研究進步，拓展出了水面垃圾處理機器人、藍藻清理機器人、水環境管護多功能機器人、長臂打撈機器人等多種產品，可實現整個水域範圍的立面清淤作業。除此之外，阿爾法實業還有深水作業機器人，特點是可潛入水下10Ｍ，依靠吸除設備抽送淤泥或其他介質，實用性非常強。

▍奇思環保管道清淤機器人

#湖南奇思環保有限公司自主研發的管道清淤機器人強調了管道污水問題的即時監測和自主作業能力，希望實現下水道清淤的自動化、無人化問題。 奇思環保作為「專精特新」小巨人企業，專注於有限空間水下污泥一站式處理工藝與機器人清淤設備研發，在處理生活垃圾、排水管網清淤養護、排水管網智慧運維等方面具有多項研發。

從產品來看，奇思環保的機器人裝載了高清攝影機、聲納等感測器，如同機器人的“眼睛”，可以“耳聽八方”多角度探測暗涵內情況和作業工況，全方位探測暗涵淤泥狀態與避障，同時奇思環保也主要為水下清淤機器人量身打造了一套智慧操控系統，能讓機器人在黑暗、狹小的彎道、坡道如履平地、操控自如，有效確保了機器人應付複雜作業工況的能力。

據悉這套系統讓機器人更智能，不僅能即時準確掌握暗涵作業狀況，還能配對比對現場狀況，即時感應並回饋機器人工況、水流速度、水深、環境溫度等參數，讓機器人能有效應對突發變化的河道狀況。

這款機器人在進入管線初期，需要技術人員在地面操控室下達指令，透過控制台了解機器人的狀態、所處環境，手動控制機器人清淤。一旦技術人員確認機器人順利運行，只需點擊操作按鈕，機器人就可以自動根據預設設定實現暗涵清淤和歸位。

綜合而言，這款機器人有高效率、低成本、高安全係數三個特點，無論是遇到硬泥，還是生活垃圾、建築垃圾，無論河道內是滿水還是半水、深層還是淺層，機器人都能應對，具備更強的高效適應特質。

▍結語與未來

隨著我國經濟的快速發展和居民生活水準的不斷提高，工農業廢水和生活污水的排放量逐年增加，城市河川污染治理問題得到了越來越多管理者的重視。但由於管道清淤和維護大多屬於政府採購為主導的經營活動，需要獲得了市政公用工程施工、環保工程等多項資質，使得該市場大多是傳統環保公司轉型切入，且後續壟斷性較強。

除了上述介紹的這幾家企業，目前國內還有寧波廣強機器人科技有限公司、上海澄泓管道機器人有限公司、北京恆通國盛環境管理有限公司、哈工大機器人集團、武漢齊宇天下環境科技有限公司等企業正在進行管道相關機器人研發與市場化。也有清華大學等高校正在自主研發下水道自動清淤機器人等更細分領域的產品，未來可望更進一步解決民用、市政等不同範圍的管理清理問題。

為了滿足長距離油氣管道運輸和自動清理檢測需求，美國、英國、法國和日本等國紛紛開始研發管道機器人。由於地下管道空間有限，情況複雜，已經對於更靈活可靠的智慧機器人提出了明確需求，越來越多清淤機器人亮相并快速應用，智能化將成為解決地下管網維護的關鍵一環。

目前，這個領域仍然是朝陽產業，需要更多年輕人的加入。

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