CN113294624A - 一种排查和修复地下排水管道的机器人 - Google Patents

一种排查和修复地下排水管道的机器人 Download PDF

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方甫兵
孙磊
李峰
徐建
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Abstract

本发明公开了一种排查和修复地下排水管道的机器人,涉及到排水管道清障装置技术领域,包括机体,所述机体的外侧壁上均匀固定安装有多个第一滑套,多个所述第一滑套上均滑动安装有第一滑杆,多个所述第一滑杆的底端均固定安装有滚轮,所述机体的腔内固定安装有第一电机和第三滑套,所述第三滑套上滑动安装有第三滑杆,所述第三滑杆的一端设有摄像头和照明灯。本发明结构合理,操作简单,本发明通过驱动机构使其中一个滚轮移动,最终使机体沿管道移动,通过摄像头和照明灯探明管道内的情况,在遇到堵塞的障碍物时,通过第一电机驱动固定套转动,从而驱动多个切割刀沿机体转动,并对障碍物进行切割以清障。

Description

一种排查和修复地下排水管道的机器人
技术领域
本发明涉及到排水管道清障装置技术领域,特别涉及一种排查和修复地下排水管道的机器人。
背景技术
市政排水管指市政道路下的雨水、污水管道,即俗称的“下水管道”,在工程上通常称为市政排水管道,根据中国市政道路下设施现状,一般设置有不同的管线,如电力、通信、煤气、给水、排水管道等等,而排水管道由于考虑雨、污分流的措施,即雨水一般就近排入河流,污水排入污水处理厂,所以市政排水管包括雨水和污水两种管道。
现有技术中,排水管在长期使用过程中,由于杂物累积易造成堵塞,对于口径较小的排水管,排在产生堵塞时,难以判断堵塞的具体位置,同时在确定具体堵塞位置后,由于管道口径小,无法让施工人员进入管道进行施工,采用开挖的方式进行清障,工程量相对较大,因此我们公开了一种排查和修复地下排水管道的机器人来满足人们的需求。
发明内容
本申请的目的在于提供一种排查和修复地下排水管道的机器人,以解决上述背景技术中提出的问题,本发明通过驱动机构使其中一个滚轮移动,最终使机体沿管道移动,通过摄像头和照明灯探明管道内的情况,在遇到堵塞的障碍物时,通过第一电机驱动固定套转动,从而驱动多个切割刀沿机体转动,并对障碍物进行切割以清障。
为实现上述目的,本申请提供如下技术方案:一种排查和修复地下排水管道的机器人,包括机体,所述机体的外侧壁上均匀固定安装有多个第一滑套,多个所述第一滑套上均滑动安装有第一滑杆,多个所述第一滑杆上均依次套接安装有弹簧和法兰圈,所述弹簧的两端分别与所述第一滑套的底侧和所述法兰圈的顶侧相接触,多个所述第一滑杆的底端均固定安装有滚轮,其中一个所述滚轮的一侧固定安装有驱动机构,所述机体的腔内固定安装有第一电机和第三滑套,所述第一电机的输出轴上套接安装有固定套,所述固定套的外侧壁上通过多个调距机构固定安装有多个切割刀,所述第三滑套上滑动安装有第三滑杆,所述第三滑杆的一端固定安装有伸缩杆,所述伸缩杆的一端通过固定座固定安装有摄像头和照明灯。
基于以上结构,多个第一滑杆分别在多个所述第一滑套上滑动,通过多个弹簧的弹力作用,可以分别自由调节多个第一滑杆的伸长长度,从而使得多个滚轮均与管道内壁相接触,通过驱动机构使其中一个滚轮移动,继而带动其他滚轮一起移动,最终使机体沿管道移动,通过第三滑杆和伸缩杆调整摄像头和照明灯的所在位置,以探明管道内的情况,在遇到堵塞的障碍物时,通过第一电机驱动固定套转动,从而驱动多个切割刀沿机体转动,并对障碍物产生切割,通过调距机构可调整切割刀所在的位置,便于调整切割范围,可更好的清障。
优选的,所述驱动机构包括第二电机,所述第二电机固定安装在所述滚轮和对应法兰圈的一侧,所述滚轮的转轴和所述第二电机的输出轴上均套接安装有带轮,两个所述带轮上张紧有同一个传动带。
进一步的,第二电机驱动其中一个带轮转动,通过传动带驱动拎一个带轮转动,最终使滚轮转动,通过滚轮在管道内壁上滚动,使机体移动,通过第二电机的正转与反转,使机体前进或后退。
优选的,所述调距机构包括弧形转动杆,所述弧形转动杆的中部位置处转动安装有第一固定杆,所述第一固定杆的底端固定安装在所述固定套的外侧壁上,所述弧形转动杆的一侧位于其一端位置处固定安装有销轴,所述固定套的外侧设有多个第二固定杆,多个所述第二固定杆的一侧均开设有第一长腰孔,多个所述销轴分别滑动安装在对应的所述第一长腰孔内。
进一步的,通过移动第二固定杆的位置,并使销轴在第一长腰孔内滑动,而改变销轴所在的弧形转动杆的一端所在位置,弧形转动杆以第一固定杆的一端为支点转动,使弧形转动杆的一端远离或靠近第一电机,从而适应不同口径的管道。
优选的,多个所述弧形转动杆的一侧均开设有第二长腰孔,多个所述切割刀分别固定安装在对应所述第二长腰孔内。
进一步的,通过第二长腰孔的设置,可使多个切割刀分别安装在弧形转动杆上的不同位置,以调整切割刀所形成的切割半径。
优选的,多个所述弧形转动杆的一端均转动安装有辅助轮。
进一步的,通过辅助轮的设置,使弧形转动杆的一端通过辅助轮与管道内壁相接触,从而使切割刀在径向相对被限位,在随第一电机转动时减少振动,辅助轮在管道内壁上滚动,进一步减小摩擦力,利于切割刀顺利转动。
优选的,多个所述切割刀均为三棱锥形结构,且其一端均固定安装有螺纹柱,多个所述螺纹柱的一端分别贯穿对应所述第二长腰孔并螺接有螺母。
进一步的,通过三棱锥形结构的设置,易于使切割刀的刀刃与障碍物接触并切割,通过螺纹柱与螺母的设置,便于切割刀在第二长腰孔内调整位置并固定位置。
优选的,所述固定套的外侧壁上转动套接安装有转动圈,多个所述第二固定杆的一端均均匀固定安装在所述转动圈的外侧壁上。
进一步的,通过转动圈的设置,可以同时转动多个第二固定杆,从而使多个弧形转动杆的一端运动同步且等距,使多个弧形转动杆的另一端所在的圆与转动圈同轴,利于切割刀转动与切割。
优选的,所述机体的一端固定安装有锥形盖,所述锥形盖位于所述转动圈的一侧并在横向覆盖所述转动圈。
进一步的,通过锥形盖的设置,可以阻挡障碍物的飞溅,同时将切割后的障碍物导引落下,对转动圈区域起到一定的保护作用。
优选的,多个所述第一滑套的底侧均固定安装有第二滑套,多个所述第二滑套上均滑动安装有第二滑杆,多个所述第二滑杆的底端分别固定安装在对应的所述法兰圈的顶侧,所述第二滑套与第二滑杆的重叠区域设有螺栓。
进一步的,通过第二滑套的设置,可以使第一滑杆在第二滑套上滑动,并通过螺栓锁定二者之间的相对移动,从而限定第一滑杆与第一滑套所形成的长度,调整其中一个或多个螺栓,使其适应不同口径的管道。
优选的,多个所述第一滑套呈两组平行结构布置,同时每组的数量均为三个,且三个所述第一滑套之间互成等角度结构布置。
进一步的,两组平行结构布置使第一滑套对机体的支撑更加平稳,数量设置为三个且互成等角度结构布置使滚轮可以充分与管道内侧壁相接触,使机体定位,减少晃动。
综上,本发明的技术效果和优点:
1、本发明结构合理,多个第一滑杆分别在多个所述第一滑套上滑动,通过多个弹簧的弹力作用,可以分别自由调节多个第一滑杆的伸长长度,从而使得多个滚轮均与管道内壁相接触,通过驱动机构使其中一个滚轮移动,继而带动其他滚轮一起移动,最终使机体沿管道移动,通过第三滑杆和伸缩杆调整摄像头和照明灯的所在位置,以探明管道内的情况,在遇到堵塞的障碍物时,通过第一电机驱动固定套转动,从而驱动多个切割刀沿机体转动,并对障碍物产生切割,通过调距机构可调整切割刀所在的位置,便于调整切割范围,可更好的清障。
2、在本发明中,通过移动第二固定杆的位置,并使销轴在第一长腰孔内滑动,而改变销轴所在的弧形转动杆的一端所在位置,弧形转动杆以第一固定杆的一端为支点转动,使弧形转动杆的一端远离或靠近第一电机,从而适应不同口径的管道,第二电机驱动其中一个带轮转动,通过传动带驱动拎一个带轮转动,最终使滚轮转动,通过滚轮在管道内壁上滚动,使机体移动,通过第二电机的正转与反转,使机体前进或后退。
3、在本发明中,通过第二长腰孔的设置,可使多个切割刀分别安装在弧形转动杆上的不同位置,以调整切割刀所形成的切割半径,通过辅助轮的设置,使弧形转动杆的一端通过辅助轮与管道内壁相接触,从而使切割刀在径向相对被限位,在随第一电机转动时减少振动,辅助轮在管道内壁上滚动,进一步减小摩擦力,利于切割刀顺利转动。
4、在本发明中,通过三棱锥形结构的设置,易于使切割刀的刀刃与障碍物接触并切割,通过螺纹柱与螺母的设置,便于切割刀在第二长腰孔内调整位置并固定位置,通过转动圈的设置,可以同时转动多个第二固定杆,从而使多个弧形转动杆的一端运动同步且等距,使多个弧形转动杆的另一端所在的圆与转动圈同轴,利于切割刀转动与切割。
5、在本发明中,通过锥形盖的设置,可以阻挡障碍物的飞溅,同时将切割后的障碍物导引落下,对转动圈区域起到一定的保护作用,通过第二滑套的设置,可以使第一滑杆在第二滑套上滑动,并通过螺栓锁定二者之间的相对移动,从而限定第一滑杆与第一滑套所形成的长度,调整其中一个或多个螺栓,使其适应不同口径的管道,两组平行结构布置使第一滑套对机体的支撑更加平稳,数量设置为三个且互成等角度结构布置使滚轮可以充分与管道内侧壁相接触,使机体定位,减少晃动。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明立体结构示意图;
图2为本发明另一视角态立体结构示意图;
图3为本发明剖视图;
图4为本发明图切割机构局部放大结构示意图;
图5为本发明第二电机区域局部放大结构示意图;
图6为本发明弹簧区域局部放大立体结构示意图;
图7为本发明伸缩杆区域局部放大立体结构示意图;
图8为本发明切割刀区域局部放大立体结构示意图。
图中:1、机体;2、摄像头;3、照明灯;4、弹簧;5、滚轮;6、第二滑套;7、辅助轮;8、第二长腰孔;9、切割刀;10、弧形转动杆;11、锥形盖;12、第二固定杆;13、第一长腰孔;14、固定座;15、第一滑套;16、第三滑杆;17、伸缩杆;18、第一电机;19、固定套;20、第三滑套;21、第一滑杆;22、第二电机;23、第一固定杆;24、销轴;25、螺母;26、螺纹柱;27、转动圈;28、带轮;29、传动带;30、法兰圈;31、第二滑杆;32、螺栓。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例:参考图1-8所示的一种排查和修复地下排水管道的机器人,包括机体1,机体1可以是现有技术中的任意一种管状物,如金属圆管。
机体1的外侧壁上均匀固定安装有多个第一滑套15,多个第一滑套15上均滑动安装有第一滑杆21,多个第一滑杆21上均依次套接安装有弹簧4和法兰圈30,弹簧4的两端分别与第一滑套15的底侧和法兰圈30的顶侧相接触,多个第一滑杆21分别在多个第一滑套15上滑动,通过多个弹簧4的弹力作用,可以分别自由调节多个第一滑杆21的伸长长度。
多个第一滑杆21的底端均固定安装有滚轮5,通过多个滚轮5使机体1移动。
其中一个滚轮5的一侧固定安装有驱动机构,通过驱动机构使其中一个滚轮5移动,继而带动其他滚轮5一起移动。
机体1的腔内固定安装有第一电机18和第三滑套20,第一电机18的输出轴上套接安装有固定套19,固定套19的外侧壁上通过多个调距机构固定安装有多个切割刀9,通过第一电机18驱动固定套19转动,从而驱动多个切割刀9沿机体1转动,并对障碍物产生切割,通过调距机构可调整切割刀9所在的位置,便于调整切割范围。
第三滑套20上滑动安装有第三滑杆16,第三滑杆16的一端固定安装有伸缩杆17,伸缩杆17的一端通过固定座14固定安装有摄像头2和照明灯3,通过第三滑杆16和伸缩杆17调整摄像头2和照明灯3的所在位置,以探明管道内的情况。
基于以上结构,多个第一滑杆21分别在多个第一滑套15上滑动,通过多个弹簧4的弹力作用,可以分别自由调节多个第一滑杆21的伸长长度,从而使得多个滚轮5均与管道内壁相接触,通过驱动机构使其中一个滚轮5移动,继而带动其他滚轮5一起移动,最终使机体1沿管道移动,通过第三滑杆16和伸缩杆17调整摄像头2和照明灯3的所在位置,以探明管道内的情况,在遇到堵塞的障碍物时,通过第一电机18驱动固定套19转动,从而驱动多个切割刀9沿机体1转动,并对障碍物产生切割,通过调距机构可调整切割刀9所在的位置,便于调整切割范围,可更好的清障。
本实施例中,驱动机构包括第二电机22,第二电机22固定安装在滚轮5和对应法兰圈30的一侧,滚轮5的转轴和第二电机22的输出轴上均套接安装有带轮28,两个带轮28上张紧有同一个传动带29,第二电机22驱动其中一个带轮28转动,通过传动带29驱动拎一个带轮28转动,最终使滚轮5转动,通过滚轮5在管道内壁上滚动,使机体1移动,通过第二电机22的正转与反转,使机体1前进或后退。
本实施例中,调距机构包括弧形转动杆10,弧形转动杆10的中部位置处转动安装有第一固定杆23,第一固定杆23的底端固定安装在固定套19的外侧壁上,弧形转动杆10的一侧位于其一端位置处固定安装有销轴24,固定套19的外侧设有多个第二固定杆12,多个第二固定杆12的一侧均开设有第一长腰孔13,多个销轴24分别滑动安装在对应的第一长腰孔13内,通过移动第二固定杆12的位置,并使销轴24在第一长腰孔13内滑动,而改变销轴24所在的弧形转动杆10的一端所在位置,弧形转动杆10以第一固定杆23的一端为支点转动,使弧形转动杆10的一端远离或靠近第一电机18,从而适应不同口径的管道。
本实施例中,多个弧形转动杆10的一侧均开设有第二长腰孔8,多个切割刀9分别固定安装在对应第二长腰孔8内,通过第二长腰孔8的设置,可使多个切割刀9分别安装在弧形转动杆10上的不同位置,以调整切割刀9所形成的切割半径。
本实施例中,多个弧形转动杆10的一端均转动安装有辅助轮7,通过辅助轮7的设置,使弧形转动杆10的一端通过辅助轮7与管道内壁相接触,从而使切割刀9在径向相对被限位,在随第一电机18转动时减少振动,辅助轮7在管道内壁上滚动,进一步减小摩擦力,利于切割刀9顺利转动。
本实施例中,多个切割刀9均为三棱锥形结构,且其一端均固定安装有螺纹柱26,多个螺纹柱26的一端分别贯穿对应第二长腰孔8并螺接有螺母25,通过三棱锥形结构的设置,易于使切割刀9的刀刃与障碍物接触并切割,通过螺纹柱26与螺母25的设置,便于切割刀9在第二长腰孔8内调整位置并固定位置。
本实施例中,固定套19的外侧壁上转动套接安装有转动圈27,多个第二固定杆12的一端均均匀固定安装在转动圈27的外侧壁上,通过转动圈27的设置,可以同时转动多个第二固定杆12,从而使多个弧形转动杆10的一端运动同步且等距,使多个弧形转动杆10的另一端所在的圆与转动圈27同轴,利于切割刀9转动与切割。
本实施例中,机体1的一端固定安装有锥形盖11,锥形盖11位于转动圈27的一侧并在横向覆盖转动圈27,通过锥形盖11的设置,可以阻挡障碍物的飞溅,同时将切割后的障碍物导引落下,对转动圈27区域起到一定的保护作用。
本实施例中,多个第一滑套15的底侧均固定安装有第二滑套6,多个第二滑套6上均滑动安装有第二滑杆31,多个第二滑杆31的底端分别固定安装在对应的法兰圈30的顶侧,第二滑套6与第二滑杆31的重叠区域设有螺栓32,通过第二滑套6的设置,可以使第一滑杆21在第二滑套6上滑动,并通过螺栓32锁定二者之间的相对移动,从而限定第一滑杆21与第一滑套15所形成的长度,调整其中一个或多个螺栓32,使其适应不同口径的管道。
本实施例中,多个第一滑套15呈两组平行结构布置,同时每组的数量均为三个,且三个第一滑套15之间互成等角度结构布置,两组平行结构布置使第一滑套15对机体1的支撑更加平稳,数量设置为三个且互成等角度结构布置使滚轮5可以充分与管道内侧壁相接触,使机体1定位,减少晃动。
本实用工作原理:多个第一滑杆21分别在多个第一滑套15上滑动,通过多个弹簧4的弹力作用,可以分别自由调节多个第一滑杆21的伸长长度,从而使得多个滚轮5均与管道内壁相接触,通过驱动机构使其中一个滚轮5移动,继而带动其他滚轮5一起移动,最终使机体1沿管道移动,通过第三滑杆16和伸缩杆17调整摄像头2和照明灯3的所在位置,以探明管道内的情况,在遇到堵塞的障碍物时,通过第一电机18驱动固定套19转动,从而驱动多个切割刀9沿机体1转动,并对障碍物产生切割,通过调距机构可调整切割刀9所在的位置,便于调整切割范围,可更好的清障。
通过第二电机22驱动其中一个带轮28转动,通过传动带29使滚轮5在管道内壁上滚动,使机体1移动,通过第二电机22的正转与反转,使机体1前进或后退,通过移动第二固定杆12的位置,并使销轴24在第一长腰孔13内滑动,而改变销轴24所在的弧形转动杆10的一端所在位置,弧形转动杆10以第一固定杆23的一端为支点转动,使弧形转动杆10的一端远离或靠近第一电机18,从而适应不同口径的管道,通过第二长腰孔8的设置,可使多个切割刀9分别安装在弧形转动杆10上的不同位置,以调整切割刀9所形成的切割半径,通过辅助轮7的设置,使弧形转动杆10的一端通过辅助轮7与管道内壁相接触,从而使切割刀9在径向相对被限位,通过三棱锥形结构的设置,易于使切割刀9的刀刃与障碍物接触并切割,通过螺纹柱26与螺母25的设置,便于切割刀9在第二长腰孔8内调整位置并固定位置,通过转动圈27的设置,可以同时转动多个第二固定杆12,从而使多个弧形转动杆10的一端运动同步且等距,使多个弧形转动杆10的另一端所在的圆与转动圈27同轴,利于切割刀9转动与切割,通过锥形盖11的设置,可以阻挡障碍物的飞溅,同时将切割后的障碍物导引落下,对转动圈27区域起到一定的保护作用。
最后应说明的是:以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种排查和修复地下排水管道的机器人,包括机体(1),其特征在于:所述机体(1)的外侧壁上均匀固定安装有多个第一滑套(15),多个所述第一滑套(15)上均滑动安装有第一滑杆(21),多个所述第一滑杆(21)上均依次套接安装有弹簧(4)和法兰圈(30),所述弹簧(4)的两端分别与所述第一滑套(15)的底侧和所述法兰圈(30)的顶侧相接触,多个所述第一滑杆(21)的底端均固定安装有滚轮(5),其中一个所述滚轮(5)的一侧固定安装有驱动机构,所述机体(1)的腔内固定安装有第一电机(18)和第三滑套(20),所述第一电机(18)的输出轴上套接安装有固定套(19),所述固定套(19)的外侧壁上通过多个调距机构固定安装有多个切割刀(9),所述第三滑套(20)上滑动安装有第三滑杆(16),所述第三滑杆(16)的一端固定安装有伸缩杆(17),所述伸缩杆(17)的一端通过固定座(14)固定安装有摄像头(2)和照明灯(3)。
2.根据权利要求1所述的一种排查和修复地下排水管道的机器人,其特征在于:所述驱动机构包括第二电机(22),所述第二电机(22)固定安装在所述滚轮(5)和对应法兰圈(30)的一侧,所述滚轮(5)的转轴和所述第二电机(22)的输出轴上均套接安装有带轮(28),两个所述带轮(28)上张紧有同一个传动带(29)。
3.根据权利要求1所述的一种排查和修复地下排水管道的机器人,其特征在于:所述调距机构包括弧形转动杆(10),所述弧形转动杆(10)的中部位置处转动安装有第一固定杆(23),所述第一固定杆(23)的底端固定安装在所述固定套(19)的外侧壁上,所述弧形转动杆(10)的一侧位于其一端位置处固定安装有销轴(24),所述固定套(19)的外侧设有多个第二固定杆(12),多个所述第二固定杆(12)的一侧均开设有第一长腰孔(13),多个所述销轴(24)分别滑动安装在对应的所述第一长腰孔(13)内。
4.根据权利要求3所述的一种排查和修复地下排水管道的机器人,其特征在于:多个所述弧形转动杆(10)的一侧均开设有第二长腰孔(8),多个所述切割刀(9)分别固定安装在对应所述第二长腰孔(8)内。
5.根据权利要求3所述的一种排查和修复地下排水管道的机器人,其特征在于:多个所述弧形转动杆(10)的一端均转动安装有辅助轮(7)。
6.根据权利要求4所述的一种排查和修复地下排水管道的机器人,其特征在于:多个所述切割刀(9)均为三棱锥形结构,且其一端均固定安装有螺纹柱(26),多个所述螺纹柱(26)的一端分别贯穿对应所述第二长腰孔(8)并螺接有螺母(25)。
7.根据权利要求3所述的一种排查和修复地下排水管道的机器人,其特征在于:所述固定套(19)的外侧壁上转动套接安装有转动圈(27),多个所述第二固定杆(12)的一端均均匀固定安装在所述转动圈(27)的外侧壁上。
8.根据权利要求7所述的一种排查和修复地下排水管道的机器人,其特征在于:所述机体(1)的一端固定安装有锥形盖(11),所述锥形盖(11)位于所述转动圈(27)的一侧并在横向覆盖所述转动圈(27)。
9.根据权利要求1所述的一种排查和修复地下排水管道的机器人,其特征在于:多个所述第一滑套(15)的底侧均固定安装有第二滑套(6),多个所述第二滑套(6)上均滑动安装有第二滑杆(31),多个所述第二滑杆(31)的底端分别固定安装在对应的所述法兰圈(30)的顶侧,所述第二滑套(6)与第二滑杆(31)的重叠区域设有螺栓(32)。
10.根据权利要求1所述的一种排查和修复地下排水管道的机器人,其特征在于:多个所述第一滑套(15)呈两组平行结构布置,同时每组的数量均为三个,且三个所述第一滑套(15)之间互成等角度结构布置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114101225A (zh) * 2021-09-14 2022-03-01 北京航空航天大学 一种多直径管道柔性激光清洗机
CN115901805A (zh) * 2023-02-09 2023-04-04 滨州市特种设备检验研究院 一种管道变径检测装置

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