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龙图腾网获悉北京大学申请的专利一种模块化工具交换与集成的管道清淤机器人系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN117846120B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-03发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202410029184.8，技术领域涉及：E03F9/00；该发明授权一种模块化工具交换与集成的管道清淤机器人系统是由孙基男设计研发完成，并于2024-01-09向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种模块化工具交换与集成的管道清淤机器人系统在说明书摘要公布了：本发明涉及污泥处理技术领域，本发明提供了一种模块化工具交换与集成的管道清淤机器人系统包括服务器、以及机器人主体、工具模块、转换模块、评估模块、移动模块、姿势调整模块，工具模块对管道中的污泥和管道壁进行清理，评估模块采集管道环境数据，并根据采集得到的管道环境数据对管道进行评估形成评估结果，并带动机器人主体在管道中移动，姿势调整模块对移动模块的姿势进行调整，以适配不同的管道。本发明通过评估模块和转换模块之间的相互配合，使得清理工具能够被转换，并对管道进行清理，提升了清理工具的转换效率，保证整个系统能够对清理位置进行精准评估、适配不同的管涵评估需要、灵活性高和智能程度高的优点。

本发明授权一种模块化工具交换与集成的管道清淤机器人系统在权利要求书中公布了：1.一种模块化工具交换与集成的管道清淤机器人系统，所述管道清淤机器人系统包括服务器、以及机器人主体，其特征在于，所述管道清淤机器人系统还包括工具模块、转换模块、评估模块、移动模块、姿势调整模块，所述服务器分别与所述工具模块、转换模块、评估模块、移动模块、姿势调整模块连接；并将所述工具模块、转换模块、评估模块、移动模块、姿势调整模块的中间数据和过程数据存储在所述服务器的数据库中； 所述工具模块对所述管道中的污泥和管道壁进行清理，所述评估模块采集所述管道环境数据，并根据采集得到的管道环境数据对所述管道进行评估形成评估结果，所述转换模块根据所述评估模块的评估结果调整所述工具模块的位置，所述移动模块设置在所述机器人主体上，并带动所述机器人主体在所述管道中移动，所述姿势调整模块对移动模块的姿势进行调整，以适配不同的管道； 所述转换模块包括转换单元、定位单元、以及感应单元，所述定位单元对所述转换单元的转换位置进行定位，所述转换单元对所述工具模块位置进行转换，所述感应单元对所述管道的尺寸进行感应； 所述转换单元包括转换座、转换驱动机构、连接杆，所述连接杆的一端与所述转换座连接，所述连接杆的另一端与所述转换驱动机构驱动连接形成驱动部，所述驱动部设置在所述机器人主体上； 其中，所述工具模块设置在所述转换座上，并跟随所述转换座的转动，以实现对所述管道壁的清理； 所述感应单元设置在所述机器人主体行进方向的前端，并对所述管道的尺寸进行感应； 所述感应单元包括支撑杆、第一复位弹簧、第二复位弹簧、第一感应板、第二感应板、以及至少一个触摸传感器， 所述支撑杆的一端与所述机器人主体前端连接，所述支撑杆的另一端朝向远离所述机器人主体的一侧伸出，所述第一感应板和所述第二感应板对称设置在所述支撑杆的两侧，且所述第一感应板的一端与所述支撑杆的铰接，所述第一感应板的另一端朝向所述机器人主体的一侧伸出，所述第二感应板的一端与所述支撑杆的铰接，所述第二感应板的另一端朝向所述机器人主体的一侧伸出，所述第一复位弹簧的一端与所述第一感应板的端面连接，所述第一复位弹簧的另一端与所述支撑杆的杆体连接，所述第二复位弹簧的一端与所述第二感应板的端面连接，所述第二复位弹簧的另一端与所述支撑杆的杆体连接； 其中，至少一个所述触摸传感器分别沿着所述第一感应板和所述第二感应板的长度延伸方向等间距的分布； 所述评估模块包括采样单元和评估单元，所述采样单元采集所述管道环境数据，所述评估单元根据所述管道环境数据对所述管道进行评估形成评估结果； 所述采样单元包括数据存储器、压力传感器、温度传感器、湿度传感器、超声波传感器、气体分析仪和触觉传感器，所述压力传感器测量管道内的环境压力值，所述湿度传感器采集所述管道内部的湿度值，所述温度传感器采集所述管道内部的温度值，所述超声波传感器采集所述管道内部的污泥厚度值，所述气体分析仪采集所述管道内的气体浓度值，所述触觉传感器用于采集所述管道内部所述污泥或沉积物的粘稠度值，所述数据存储器存储压力传感器采集得到管道内部环境的气压值、温度传感器采集得到的温度值、湿度传感器采集得到的湿度值、超声波传感器采集得到的污泥厚度值、气体分析仪采集得到的气体浓度值、和触觉传感器的粘稠度值； 所述评估单元获取所述采样单元采集得到管道的环境数据，并根据下式计算所述管道的洁净度指数Sanitation： ； 式中，k为放大倍数，其值根据系统进行设定，state为所述管道的状态函数，其值根据下式进行计算： ； 式中，a、b、c、d是权重系数，其值由系统根据管道实际状态进行设定，P为所述压力传感器获取所述管道的气压值，T为从温度传感器获取的温度值，H为从湿度传感器获取的湿度值，U为从超声波传感器获取管道的污泥厚度值，G为从气体分析仪得到管道的有害或易燃气体浓度值，V为从触觉传感器得到管道的污泥硬粘稠度值； 若所述洁净度指数Sanitation超过系统设定的监控阈值G’，则触发所述转换模块对所述工具模块当前所使用的工具进行转换。

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