产研协同 | 面向城市非金属管道内检测的智能机器系统
发布时间：
2026-07-07
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新闻资讯
城市管网安全运行正加速向数字化、智能化方向升级，非金属管道作为城镇管网输配系统的重要组成部分，日常巡检与状态监测长期面临带压作业困难、深埋管线定位不准、异形管件通过性差等共性挑战。传统检测手段多依赖人工巡检或牵引式设备，难以满足复杂管网环境下自主行进与高精度定位的实际需求，制约了运维效率与安全水平的整体提升。
北京大学南昌创新研究院面向城市非金属管道内检测的智能机器系统项目组（以下简称“项目组”），依托北京大学先进制造与机器人学院黄天云研究员团队的前沿研究成果，致力于自驱式管道机器人的产业化推进。产品聚焦中低压非金属城市管道智能内检测，有效解决传统管网运维中的多项痛点，具备优秀的管道通行能力与高精度定位能力。目前，产品已落地实际管道运营场景开展实际管道测试，先后完成复杂管道通行、无线通讯稳定性测试等多项试验，为管网运维从“被动抢修”向“主动预防”转变提供了新型智能装备支撑。
一、协同定位
项目组立足机器人技术与城市基础设施运维的交叉前沿，自主研发具备自主运动能力的高可靠管道机器人。技术核心在于突破非金属管道内低摩擦系数、大曲率弯头及变径三通等复杂工况下的稳定行进控制，同时融合多源传感信息实现带压环境下的高精度定位与管线轨迹重建。
项目团队依托黄天云研究员团队在微小型机器人及仿生驱动领域的长期积累，以北大南昌院为工程化与产业化支撑平台，围绕产品定型、场景适配及批量制造工艺优化等环节协同推进。聚焦DN200–DN250mm主流非金属管径巡检，已形成涵盖机械构型、运动控制、通讯协议及数据分析的自主技术体系。
图1 管道机器人项目研发背景
图2 自驱式管道机器人
二、落地路径
项目组以城市中低压非金属管道智能检测为切入点，顺应管网改造与数字化转型趋势，业务范围逐步拓展至给排水、供热、核电、油气等特种管网领域。产品适用于深埋管线、老旧管网、工业管线等不同场景，主要服务于管网运营企业、市政管理部门及特种设备检测机构。
图3 管道机器人具备的功能
三、典型案例
四、协同展望与成效
01. 产品迭代与产品线延伸
持续优化机器人耐高温、防爆能力，丰富产品矩阵，推出不同管径、不同负载的系列化管道机器人。
02. 市场规模化拓展
在稳固头部企业合作的基础上，向全国各省市管道运营公司、市政运维部门、特种设备检测机构拓展市场，实现跨行业规模化布局，覆盖给排水、供热、化工等管网领域。
03. 平台与生态搭建
搭建管道机器人数字孪生系统，参与国内行业标准制定，从技术跟随者转变为行业标准引领者。
04. 深化区域产研合作
依托北大南昌院，携手江西省天然气集团等地方国企，打造管道机器人成果转化示范标杆。
项目组将持续聚焦特种管道智能检测装备的自主研发与工程化落地，致力于以机器人技术赋能管网运维模式根本性变革，不断攻克复杂工况下的自主感知与决策控制难题，推动产品向更高可靠性、更强环境适应性、更广应用场景拓展。同时，项目团队将深度参与行业标准体系构建，联合产学研用各方共建管网数字孪生生态，为我国城市生命线安全工程提供坚实的智能装备支撑，助力基础设施运维迈向高质量、智慧化发展新阶段。
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