在国家能源安全战略与“双循环”发展格局的指引下，山东建筑大学管道机器人研究团队在项目负责人的带领下，成功研发“多融合自巡航全管道检测机器人——‘LPR’系列管道机器人”。该机器人通过五大核心技术创新，破解了传统管道检测在中小口径适配、复杂环境通行、高精度探伤等领域的行业痛点，为城市给排水管网等基础设施的安全运维提供了高效智能的解决方案，标志着我国在中小型管道检测装备领域实现了从技术跟跑到自主领跑的跨越。
一、核心技术：五大创新构建全流程检测闭环
机器人采用分层协同架构，通过模块化设计、多传感器融合、三足履带驱动等核心技术，形成覆盖“适配-通行-检测-分析-应用”的全流程技术闭环，性能指标达到国内领先水平。
（一）模块化适配系统
采用绿色模块化设计理念，可通过更换功能模块快速适配Φ813mm~Φ1016mm的城市污水管、暖气管道等多场景需求。模块支持快速拆卸更换，维修成本较传统人工降低40%，同时缩短产品迭代周期，满足不同行业定制化检测需求。
图为团队成员正在进行设备调试
（二）三足履带独立驱动系统
创新设计三足中心对称履带驱动结构，每组履带配备独立电机与同步带传动，可实现0~6m/min平稳运行。可自主跨越管道内障碍，通过R≥2D弯管无干涉，在污染、腐蚀等复杂环境中附着能力强，越障成功率较传统轮式机器人提升85%。
（三）多传感器融合检测系统
融合红外激光雷达、漏磁检测模块、CCD摄像头等多类传感器，搭载LVI-SAM算法与模糊逻辑控制器，实现厘米级定位精度与无GPS环境自主作业。管道缺陷检测漏检率低于0.7%，较传统人工检测效率提升180%，可精准识别疲劳裂纹、腐蚀损伤、焊缝缺陷等各类问题。
（四）无缆长续航能源系统
优化能耗模型与电源管理系统，摆脱传统拖缆供电限制，续航时间可达50-160min，支持长距离管道连续检测。创新的能量分配算法使核心模块能耗降低30%，确保检测过程中数据采集与传输的稳定性。
（五）大数据缺陷分析系统
实时采集管道环境、缺陷位置、损伤程度等数据，构建三维管道数据模型，通过大数据分析划分安全等级，为维修方案制定提供精准依据。在模拟检测中，山地管道路径规划效率提升35%，缺陷定位误差控制在厘米级。
二、创新亮点：实战验证与产业赋能双突破
（一）国内首创多场景兼容技术
团队于寒假期间赴某市政工程公司及 3 家污水处理厂开展实地调研与深度访谈，该机器人在城市地下管网场景中表现稳定，通信稳定性较市面同类产品提升5倍，极端环境适应性提高60%。其无缆运行设计解决了易燃易爆环境下的安全隐患。
（二）产学研用深度融合
项目已获2项国家发明专利，形成“技术研发-实地测试-标准制定”的完整链条。与某铸造机械有限公司等企业达成技术合作，参与制定管道检测行业标准，推动产业规范化发展。
图为团队成员到实验基地调研参观
（三）绿色经济与成本优势显著
模块化设计减少资源浪费，检测过程零污染，符合“绿色丝路”发展理念。产品定价20万元，较国内外同类产品（普遍30万元以上）成本降低30%，同时将检测时间缩短一半以上，大幅降低企业运维成本。
三、应用场景：从排水管道到多领域发展
（一）给排水管道运维
在实地城市地下排水管道检测中，可实现长距离管道腐蚀、泄漏等隐患的精准检测，模拟测试中管道检测效率提升35%，动态响应时间仅0.35秒，为给排水管道安全筑牢防线。
（二）城市基础设施巡检
适配城市污水、暖气、电力等地下管网检测，3台机器人协同作业可替代传统200分钟单机工作量，效率提升185%，有效解决城市管网人工检测难度大、安全风险高的问题。
（三）多领域延伸应用
未来将拓展至海底管道检测、工业管道维护、军工设施巡检等领域，响应国家“低空经济”与智能制造战略，推动管道检测产业从工具型向生态型升级。
四、社会价值：技术创新守护民生安全
该机器人的成功研发，不仅解决了传统管道检测“效率低、风险高、精度差”的痛点，更实现了中小型管道检测从“事后维修”向“事前预警”的转变。在城市地下管道维修中，保障运维人员生命安全；其大数据分析能力为管道建设规划提供科学支撑，助力构建安全、高效、绿色的基础设施网络。
“多融合自巡航全管道检测机器人”以“技术创新+产业赋能+民生保障”为核心，构建了“单机智能-多场景适配-生态服务”的发展路径，为管道检测行业提供了可复制的标杆模式。随着技术迭代与市场拓展，该项目有望成为我国高端装备“走出去”的新名片，引领全球管道检测技术革新，为能源安全与城市可持续发展注入强劲动力。
作者：王玉清
