• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
06.12.2023
ПНИПУ
142

Ученые Пермского Политеха обеспечили эффективное движение робота для диагностики трубопроводов

4.3

Для диагностики нефтяных и газовых трубопроводов применяют автономных роботов, которые проникают внутрь и получают достоверные данные о состоянии трубы, тем самым предотвращая большое количество аварий, повреждений и значительные экономические потери. Но существующие устройства не могут контролировать все части трубопровода, например, отводы, вертикальные и наклонные участки им недоступны. Ученые ПНИПУ разработали механическую конструкцию робота, которая имеет несколько приводных колесных движителей. Устройство работает при разных углах наклона поверхности, обладает высоким запасом мощности и низким энергопотреблением.

Нефтепровод
Ученые Пермского Политеха обеспечили эффективное движение робота для диагностики трубопроводов / © Getty images

Статья с результатами опубликована в журнале «Строительные и дорожные машины». Исследование выполнено при поддержке Фонда содействия инновациям и в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».

Роботизированные системы для диагностики технологических трубопроводов – это устройства небольшого размера, которые передвигаются внутри трубы и с помощью камеры и чувствительных датчиков точно фиксируют все нарушения, а затем передают информацию на компьютер специалисту. Благодаря своей мобильности они способны осуществлять осмотр и мониторинг в труднодоступных местах. Это позволяет предотвращать различные повреждения, износ, коррозию и утечки при транспортировке нефти и газа.

Для улучшения проходимости робота по сложным частям трубопровода (крутым подъемам и поворотам) ученые ПНИПУ разработали привод колесного движителя, который является источником движения по внутритрубному пространству. Он отвечает за скорость и проходимость робота в трудных условиях, именно от него зависит полноценное и качественное передвижение устройства.

Всю функциональную структуру привода формируют двигательная и редукторная подсистемы. Первая состоит из электромотора, который преобразует электрическую энергию от источника питания в механическую. Редукторная передает ее колесным движителям, и они образовывают из этой энергии тяговые усилия, за счет которых приходит в движение весь робототехнический комплекс.

Ученые ПНИПУ разработали привод автономного робота, включающий в себя коническую пару редукторной подсистемы с колесным движителем и коллекторный электромотор, который отличается простым управлением и низким энергопотреблением (до одного ампер-час). Это позволяет устройству работать более 10 часов. Механическая конструкция робота содержит корпус, на котором установлены шесть опорных ног с колесным движителем. Выбран именно колесный тип, так как он испытывает наименьшее сопротивление движению, в отличие от других, например, гусеничных. Политехники изучили тягово-динамические характеристики привода.

«По проведенным испытаниям мы выяснили, с какой силой необходимо поджимать колесный движитель к внутритрубной поверхности для получения необходимого тягового усилия на колесе. Если движитель будет плохо прижат к поверхности, он будет скользить. Результаты также показали нам, что разработанный привод обладает высокими динамическими показателями, это значит, устройство способно развивать высокую скорость (до пяти метров в минуту) в различных условиях и преодолевать поверхности на максимальном угле наклона в 90 градусов», – рассказывает ведущий инженер-программист проекта Белобородов Филипп.

«Температура корпуса электромотора – это важный параметр привода. Перемещение робототехнического корпуса на большие расстояния может привести к перегреву электромотора и неполадкам. В разработанном устройстве корпус приводного механизма имеет температуру размягчения 130 градусов, эту границу превышать нельзя. С помощью специального датчика мы выяснили, что максимальная температура нагрева корпуса электродвигателя составляет 56 ℃ и при дальнейшей работе остается постоянной», – рассказывает ассистент кафедры «Оборудование и автоматизация химических производств» ПНИПУ Дмитрий Кучев.

Сегодня устройство активно используется на одном из предприятий и в скором времени будет готово к запуску в массовое производство. Разработанный привод ученых ПНИПУ обеспечивает качественную и долговечную работу робототехнического комплекса для мониторинга внутритрубного пространства. Даже при наличии высоких нагрузок на приводной элемент, устройство потребляет достаточно низкое количество энергии, что благоприятно складывается на его работе в целом. Разработка позволит эффективно проводить диагностику трубопроводов, тем самым предотвращая множество повреждений и аварий при транспортировке нефти и газа. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Позавчера, 13:38
Андрей

Команда индийских инженеров решила проверить, как изменятся свойства высокопрочного бетона, если песок в его составе разбавить гранулами резиновых отходов. По мысли авторов, это поможет решить проблему использования отработанной резины. Результаты показали, что прорезиненный бетон стал пластичнее и лучше гасит вибрации.

Позавчера, 15:56
Василий Парфенов

Люди очень по-разному взаимодействуют с другими людьми и с машинами. За эти отличия в поведении отвечают серотонин и дофамин, а точнее — сложный «танец» этих нейромедиаторов в нашем мозгу. Ранее ученые могли судить о том, как на молекулярном уровне внутри нейронов формируется социальное поведение человека только в общих чертах по косвенным признакам. В новом исследовании впервые удалось сделать это напрямую, измерив концентрации нейромедиаторов прямо в мозге живого человека.

11 часов назад
Андрей

Международная группа геологов выяснила, когда начал отступать антарктический ледник Туэйтса, который называют «ледником Судного дня».

26 февраля
Дарья Губина

В 2022 году зонд DART столкнулся с Диморфом, спутником астероида Дидим. Ученые хотели проверить, можно ли сбить с траектории небольшое, но потенциально опасное для нашей жизни космическое тело. Оказалось, DART не только изменил орбиту маленького объекта, но и полностью его «переворошил».

25 февраля
Руслан Руслан

Компания Neuralink, при помощи которой предприниматель Илон Маск надеется совершить революцию в интерфейсах «мозг-компьютер» (BCI), впервые имплантировала человеку устройство «чтения мыслей». Об этом Маск сообщил в твите, опубликованном 29 января. Однако, некоторые обеспокоены отсутствием прозрачности вокруг имплантата, который должен дать возможность управлять устройствами посредством мысли. Реакции ученых и экспертов на это событие обобщает медиа-редакция Nature, а Naked Science приводит перевод этой статьи.

26 февраля
Юлия Трепалина

Немецкие ученые рассказали о преимуществах новой технологии промышленного производства яблочного сока — с помощью метода спирального пресса с фильтрацией (spiral filter press). Исследователи установили, что он позволяет в четыре раза увеличить содержание в соке полезных для здоровья веществ по сравнению с более традиционным способом отжима.

20 февраля
Полина

В Российской академии наук завершили первый Большой словарь ударений, его издадут к концу года. Лингвисты собрали наиболее современные нормы произношения привычных слов и зафиксировали ударение для лексики, которая появилась в русском языке недавно.

1 февраля
Андрей

Канадские исследователи изучили состав пород, вышедших на поверхность при появлении первых континентов. По итогам анализа выяснилось, что новая земная кора возникла не в результате движения тектонических плит, а из-за процессов в океанических плато молодой Земли.

22 февраля
РНФ

Ученые показали, что экстремальный подъем уровня Каспийского моря на десятки метров, произошедший 18-13 тысяч лет назад и получивший название «Великая Хвалынская трансгрессия», мог быть вызван, вопреки существующим гипотезам, не таянием ледника, а естественными изменениями палеоклимата. Оказалось, что из-за холодного климата того периода обширные территории, с которых собирали воду впадающие в Каспий реки, были покрыты многолетней мерзлотой. В результате массы дождевых и талых вод почти не впитывались в мерзлые грунты и стекали в море, испарение с поверхности которого было небольшим. Все эти факторы привели к повышению уровня Каспия и увеличению площади моря более чем вдвое по сравнению с современным. Полученные данные помогут уточнить представления о масштабе колебаний уровня Каспийского моря при изменении климата.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: