[發明專利]一種基于BP神經網絡的市政管網清淤機器人及工作方法

有效

• 申請號: 201710375597.1
• 申請日: 2017-05-24
• 公開（公告）號: CN107178146B
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 劉漢清;楊星波;許莉莉;郭智雄;張峰;陳劍;馬睿琦
• 申請（專利權）人: 西安市市政設施管理局;西安水務（集團）水業開發有限公司
• 主分類號: E03F9/00
• 分類號: E03F9/00;G06N3/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種基于BP神經網絡的市政管網清淤機器人及工作方法，包括車身，車身底部設置有輪胎，車身上設置有電池組、BP計算模塊和電機組，車身內設置有收納倉，車身前部為斜面，斜面的兩側設置有滑軌軌道，車身前部設置有鏟刀和能夠在滑軌軌道上滑動的吸淤滾筒，車身前部設置有紅外探測器，紅外探測器連接BP計算模塊，BP計算模塊通過電機組連接吸淤滾筒和鏟刀，本裝置結構較小，能夠進入狹小的市政網管中進行清理，不僅解決了人工清淤的人身安全問題，避免了工作人員長時間暴露于行車道，大大提高了工作人員自身安全系數，而且解決了使用大型高壓沖洗車無法徹底清理管網淤泥的問題。

技術領域

本發明屬于管道清淤領域，具體涉及一種基于BP神經網絡的市政管網清淤機器人及工作方法。

背景技術

市政管網作為城市建設的主要基礎設施，也是城市防洪排澇的重要手段，與人們的生活有著緊密的聯系，同時也對城市的經濟的發展具有重要的意義。作為現代化城市不可或缺的重要基礎設施,市政管網養護工作作為城市經濟發展具有重要意義,是城市水污染防治、排澇及防洪的主要措施。市政管網作為城市供水、水污染防治以及防澇排洪的主要手段，如果經常出現管道淤積、堵塞的現象，就會導致污水無法排除，給人們生活帶來不便的同時還會污染環境。

市政管網中常會出現一些法律法規意識薄弱的企業或個人亂排亂放，導致大量污水、大量碎片和廢棄物等進入市政管網，很容易導致管網淤塞，如不及時清理，一方面會產生機械應力對管網結構造成破壞，一方面長時間堆積會影響管網排污流速，汛期易造成排污不及時，導致城市看海現象，另一方面污泥中存在大量油污和有毒有害化學物質，不及時清理易對環境造成二次污染。

目前市政管網清淤方式主要有絞車清淤、通溝機清淤、高壓清洗車清淤、人工清淤等，但其都存在各種不同的缺陷，如人工清淤：耗時久，人力成本過高、占用道路易造成交通堵塞；目前在我國很多城市市政管網的養護中，主要還是靠人力疏通，使用的工具也較為傳統簡單，導致養護工作效率低、強度大，浪費人力。

目前市政管網大多尺寸過小，人員不易進入，只能通過人工或機械清淤，人工效率低下，而機械清理過于粗糙遺漏太多，且管道內雜物過多，情況復雜，清理不便。

BP算法(反向傳播算法)的學習過程，由信息的正向傳播和誤差的反向傳播兩個過程組成。輸入層各神經元負責接收來自外界的輸入信息，并傳遞給中間層各神經元；中間層是內部信息處理層，負責信息變換，根據信息變化能力的需求，中間層可以設計為單隱層或者多隱層結構；最后一個隱層傳遞到輸出層各神經元的信息，經進一步處理后，完成一次學習的正向傳播處理過程，由輸出層向外界輸出信息處理結果。當實際輸出與期望輸出不符時，進入誤差的反向傳播階段。誤差通過輸出層，按誤差梯度下降的方式修正各層權值，向隱層、輸入層逐層反傳。周而復始的信息正向傳播和誤差反向傳播過程，是各層權值不斷調整的過程，也是神經網絡學習訓練的過程，此過程一直進行到網絡輸出的誤差減少到可以接受的程度，或者預先設定的學習次數為止。

發明內容

本發明的目的在于克服上述不足，提供一種基于BP神經網絡的市政管網清淤機器人及工作方法，解決了因市政管網管徑過小，無法進入而使用人工清淤，但人工清淤耗時久，人力成本過高、占用道路易造成交通堵塞等問題。

為了達到上述目的，一種基于BP神經網絡的市政管網清淤機器人，包括車身，車身底部設置有輪胎，車身上設置有電池組、BP計算模塊和電機組，車身內設置有收納倉，車身前部為斜面，斜面的兩側設置有滑軌軌道，車身前部設置有鏟刀和能夠在滑軌軌道上滑動的吸淤滾筒，車身前部設置有紅外探測器，紅外探測器連接BP計算模塊，BP計算模塊通過電機組連接吸淤滾筒和鏟刀。

所述車身的兩側均設置有軌道，兩個軌道上均設置有機械臂，機械臂上設置有用于在軌道內滑動的滑軌固定塊，機械臂的遠端設置有用于鉸接吸淤滾筒的固定滾軸。

所述鏟刀通過滑軌固定在車身底部，鏟刀能夠在車身底部伸縮。