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★一种高效率不断流下水道清淤装备系统

该智能装备在下水道不断流的情况下代替人工进行清淤作业,一举解决作业安全风险高、施工效率低、每天作业窗口时间短的问题。

#装备制造#节能环保
中试

技术详情

项目简介

下水道作为城市重要的基础设施,其规模随着城市人口的扩张不断壮大管网规模,每天排入下水道的污水中含有油脂、结垢物、缠绕物等,经年积累使得下水道淤积堵塞,一些老旧的下水道堵塞的现象更加突出,严重影响下水道的正常排水功能。目前市政大直径下水道清淤基本上使用人工作业,在下水道这样的受限空间内工人作业的安全风险很高;清淤施工效率很低;因为需要将下水道施工段阻塞断流后施工,因此每天的作业窗口时间都很短,通常不能超过3小时。本公司发明的下水道不断流清淤机器人很好地解决了目前下水道清淤施工的诸多痛点,这种机器人疏通下水道淤积物的施工方式不用工人进入下水道作业,而且能够在下水道不断流的情况下进行清淤,使得下水道清淤施工变得安全可靠、效率成倍提高、并且不影响下水道的正常排水功能,机器人清淤代表着下水道维护行业未来的发展方向。

清淤机器人及其配套设备从开始研发到现在,首先在配套设备----清淤泥浆快速脱水机的开发上取得进展,成功完成现场实用化检验;下水道不断流清淤机器人及其配套设备产品已申报6项国内专利,目前已经获得4项专利的授权,还有两项发明专利已处于待授权阶段,随着研究的进一步进行,规划中的另外6项核心专利将陆续申报;目前已有包括宁波闻诚管道工程有限公司在内的两家公司和我公司签订下水道不断流清淤机器人服务意向协议,其他销售渠道也在进一步落实中。

我们前期在原石油科学研究院专家的支持下,通过消化其多年来的机器人运动机构的研发成果,并继续在机器人视觉方面整合华东理工专家的力量投入新的研发创新,我们既有的的6项专利以及规划中的另外6项专利申报计划就是这些研发带来的,从这个角度讲,我们已经具有了这项产品技术研究的先发优势。

根据国家统计局的资料,2015年我国城市主干排水管总长为54万公里,如果主干下水道的清淤施工服务费平均按照300元/米计算,54万公里的主干下水道清淤施工的工程服务市场高达1600亿以上。而全国下水道维修维护施工单位大约有3698个,按照每个施工单位配备2-3套智能清淤装备,可以预测清淤机器人装置有10000套以上的需求,近300亿的市场容量,这还不包含后续的超过这个数值的智能化装置维护及附加服务的市场价值。政府排水管理部门和清淤施工单位已有多家表示对我们的产品具有浓厚的兴趣。

解决环保和安全问题的本项目产品,符合国家大政方针,不存在政策风险;目前公司的核心技术和经营管理主要由公司股东负责,经营管理的风险和关键人员依赖风险很小;技术风险的管控方法是在研发人员和研发资金上进行持续投入,及时进行技术与产品的升级换代,避免被超越。产品质量风险的管控方法是小步试错快速改进迭代,再以贴心的服务补偿产品瑕疵;市场开拓风险的管控方法是:在近两年不销售产品,只运用产品进行收费服务,可以减小被仿冒的可能;并在中远期快速建立高科技品牌知名度和市场占有率,可以对仿冒产品实现最大程度的市场挤压。财务风险的管控方法是积极争取政府的科创资金支持、争取股权债权融资,提高对财务风险的抵抗能力,目前已有元石资本、新和成等多家投资公司对本项目产生浓厚投资意向。

核心团队代表业绩

创新内容

市政大直径下水道清淤目前基本上使用人工作业,在下水道这样的受限空间内工人作业的安全风险很高;而且在下水道内大型机械难以展开,全靠简单的消防水枪和泥浆泵等工具作业,清淤施工效率很低;因为需要将下水道施工段阻塞断流后施工,然而大直径下水道均为城市主干排水通道,其每天局部中断排水的时间也不能太长,不然会导致上游下水道内污水冒顶泄露的环境污染事故,因此每天的作业窗口时间都很短(通常主干下水道每天累计的断流时间不能超过3小时);清淤出到地面的泥浆,需要快速脱水后,淤泥运送到垃圾填埋场,污水就地再入下水道,不过目前我们的清淤泥浆快速脱水机这一清淤配套设备已经解决这个难题并已开始推广。

创新水平

目前除了深圳施罗德公司在下水道支管内清淤的机器人有实际的使用和北京恒通国盛公司在大型箱涵内清淤施工进行过机器人清淤的实用,上海基础建设公司也开始着手研究缆绳牵引行走式下水道清淤机器人,并有进行了样机现场测试,尚未见其他的清淤机器人在施工中使用的报道,而且这其中前两种机器人并不能在下水道不断流的情况下进行清淤作业,后一种的作业效率太低暂不具有实用价值,据我们了解国外的下水道清淤机器人产品还没有在国内销售和使用的报道,因此国内市场上还没有真正意义上的下水道不断流清淤机器人产品和服务的销售。目前本产品已初步实现商品化,有序开展市场应用和推广,取得了先发优势。

技术成熟度

清淤机器人及其配套设备从开始研发到现在,首先在配套设备----清淤泥浆快速脱水机的开发上取得进展,成功完成现场实用化检验;

对于清淤机器人主体机身的研究,已经从原型机进步到可以对1.5m直径下水道清淤机型的仿真运行验证,解决了清淤机器人行走机械的可靠性设计问题、清淤臂的运动灵活性论证等主要问题;

下水道恶劣环境下的水下声呐探测及可视化控制已经在上海市某技术成果转化平台的推动下,与对口高校的研究员签订了联合开发协议,将在半年左右的时间内使清淤机器人具备可靠的视觉系统,并依据视觉系统得到的可视化信息来控制机器人在下水道内的清淤作业动作和规避障碍;

泥浆脱水机的移动车载式机型,目前已经开始初步设计,由于其核心技术已掌握,将在实际需求订单确定时进行制造和测试。 清淤机器人目前已完成原型机的制造,通过了各项验证,准备开始量产。

技术创新点

1、清淤机器人行走机械的可靠性:我们使用气动部件进行机器人全部动作的驱动,机腿机身使用模块化装配减小迎水断面积,机身可水平扭动便于下水道内的90度转弯,机身前后部可环向相对转动便于调整机腿的站立方位。

2、清淤臂的机构灵活性:前清淤臂碾碎和喷水方向能灵活地被动调整,以适应不同形状和密度的淤积物,后清淤臂在倒退时其上的铲斗能收放自如。

3、恶劣环境下的水下声呐探测及可视化控制:对现有前扫声呐进行硬软件的二次开发,特别是对可视化识别软件算法的开发,使其在下水道恶劣的环境中,能识别淤积物的外形和密度,借此判断淤塞物的类型,通过可视化自控进行行走步态的选择和清淤臂的动作选择。

4、泥浆脱水机将采用移动车载方式运行:在现有技术的基础上,进一步做集成化减重开发以及车轴动力的取用,适应车载化运行的需求。

知识产权

[发明]下水道清淤机器人、清淤设备和清淤方法- 201830101174.6(申请日:2018-03-19,发明人:李天琦;廖虎;胡彦明;李武;吴惠霞)

[外观] 下水道清淤机器人 - 201830101174.6(申请日:2018-03-19,发明人:李天琦;李凌凡;李武;廖虎;胡彦明;吴惠霞)

市场销售预测

目前我们瞄准的是性能最先进的一类下水道清淤机器人,一旦我们所设定的产品不断流清淤功能在市场上得到检验,将具有市场引领作用,很容易在空白市场地带建立起品牌和抢占先发优势地位。按照我们的产品开发进程,最快年内将进行样机的实用测试,成功后通过样机产品进行技术服务的方式开始销售,按照我们的意向合同额预估,一年的服务销售额将可达到200万以上,服务利润率将在50%以上,之后的3--5年内,年销售增长率预估在200%以上,产品的利润率将在40%以上。

随着信息技术的成熟应用,未来智能机器人依托的控制系统软硬件成本将会越来越低,另外随着产品制造技术的成熟,产品制造成本将逐渐降低,这更能增强产品利润水平,并增强产品的市场竞争力。

随着后期市场竞争者的逐渐增多,产品和服务的利润率都将逐步下降,但一系列专利保护所维持的技术壁垒,将在5--10年内不会受到恶性竞争,能让我们维持利润和利润率在一个相对同行较高的水平。

竞争对手市场竞争优势

风险评估及应对措施

解决环保和安全问题的本项目产品,符合国家大政方针,不存在政策风险;目前公司的核心技术和经营管理主要由公司股东负责,因此经营管理的风险和关键人员依赖风险很小;本项目产品绝大部分部件为自主研发和国内制造,在近几年没有出口的计划,因此不存在汇率风险。其他几方面的风险分析及防范对策如下:

技术开发风险方面:依靠公司在研究开发和工艺创新等方面的优势,以及依托高校、研究院所的技术支持,目前技术风险较小,但随着产品投放市场和专利内容披露,竞争者加快研发将带来被超越的风险;技术风险的管控方法是在研发人员和研发资金上进行持续投入,及时进行技术与产品的升级换代,避免被超越。

产品质量风险方面:新的产品上市总会有一个试错期,在这段时期内,产品通过使用过程不断地发现问题,再通过改进设计和制造解决这些问题,因此产品质量方面的风险是客观存在的;产品质量风险的管控方法是小步试错快速改进迭代,再以贴心的服务补偿产品瑕疵造成的用户信心下降;但是对重大或系统性的错误是应该严加防范的,在这一过程中设计和制造的质量管理体系建设将是一个最好的防范措施。

市场开拓风险方面:由于目前产品处于市场空白地带,处于无人竞争状态,而各主要城市主干下水道清淤维护已经积累大量需求,市场风险可控,但随着仿冒产品的出现将面对大量非常规的竞争;市场开拓风险的管控方法是:一方面在近两年不销售产品,只运用产品进行收费服务,可以减小被仿冒的可能;另一方面中远期快速建立高科技品牌知名度和市场占有率,可以对仿冒产品实现最大程度的市场挤压。

财务风险方面:由于企业处于创业阶段,盈利能力相对不足,而科研创新和新市场的开拓需要持续不断的大量资金支持,因此财务风险始终存在;财务风险的管控方法是积极争取政府的科创资金支持、争取股权债权融资,提高对财务风险的抵抗能力。

营销策略

在产品样机测试完成后的两年内,以自用产品进行下水道清淤示范工程服务的方式开始市场营销,一方面在此过程中进一步改善产品性能和使用规程,另一方面建立企业品牌知名度和培育客户群,在此过程中赢得用户的信任并发展销售代理商。

由于现在市场需求就已开始,在产品成熟后可以通过代理销售或在自有资金充裕的情况下租赁产品,同时开发大城市市政排水公司、大型市政建设公司等大客户资源,从清淤工程设计、提供使用培训等方面支持客户的下水道清淤施工工程。这样从工程技术服务起步开拓市场,在市场培育完成后大量进行产品销售。

目前本公司已经与慈溪市主下水管道清淤工程总包单位签订服务意向合同,使用我们的“下水道不断流清淤机器人及泥浆快速脱水配套设备”为总包单位进行工程技术分包服务,该意向合同额420万元,将在我们的清淤机器人样机测试完成后,签订正式的清淤合同。

获利模式

产品的获利来自以下几个方面:

1、下水道清淤示范工程服务,使用产品样机为下水道清淤施工公司提供有偿服务;

2、产品销售,通过中间商销售产品;

3、产品租赁,联合工程设备租赁公司提供产品租赁服务;

4、产品使用过程中的消耗品的销售,产品使用过程中的药剂、易损件等消耗性物品的销售;

5、产品的维修保养服务,建立或授权其他公司建立专业的维修保养服务站,为用户提供使用培训、保修和有偿维修服务。

企业发展规划

第一阶段目标(2019年): 完成下水道清淤机器人水下恶劣环境的声呐探测技术(机器人视觉)的硬软件开发;完成机器人机械运动和自动控制的硬软件开发;完成第二代泥浆快速脱水车载移动机型的开发。完成下水道清淤智能成套装置的样机测试。

第二阶段目标(2020~2021年): 完成下水道不断流清淤机器人的小规模制造、检验和现场试验测试;完成第二代泥浆快速脱水车载移动机型的制造、检验和现场试验测试;下水道不断流清淤装备系统开始正式的对下水道清淤工程承包商的服务,并进行产品的市场推广,为接下来的批量化生产销售做准备。

第三阶段目标(2022~2023年): 对下水道清淤装备系统进行批量生产与销售,并完善相应的服务、维修、售后体系,授权其它公司在各地成立相应的维修服务站,为用户提供培训、保修、有偿维修与零配件更换服务。

投资计划

融资计划

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