В ПНИПУ разработали конструкцию робота, который поможет предотвращать аварии и экокатастрофы

Газовые, нефтяные и трубопроводы городского хозяйства, доступ к которым снаружи затруднен или невозможен, диагностируют с помощью роботов. С развитием технологий повышается точность получаемых результатов и снижается количество аварий и экологических катастроф. Со временем трубопроводы становятся более подверженными износу, коррозии, утечкам и другим повреждениям. При этом те, что имеют сложную форму и малый диаметр, практически не проверяются изнутри робототехническими средствами. Разрушение отводов часто приводит к разгерметизации. Ученые Пермского Политеха создали инновационную конструкцию робота для проверки труб и представили моделирование его движения в последовательно расположенных отводах. Эта разработка, при условии регулярного использования, поможет обеспечить безопасность и продолжительность эксплуатации трубопроводов в несколько раз.

ПНИПУ

# аварии

# катастрофа

# роботы

# трубопроводы

# трубы

Модель перемещения робота в трубе / © Пресс-служба ПНИПУ / Автор: Regulus Tremerus

Исследование опубликовано в пятом номере журнала «Строительные и дорожные машины» по направлению «Мехатроника, робототехника и робототехнические системы» за 2023 год. Разработка проведена в рамках соглашения с Фондом содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере (Фонд содействия инновациям) и программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».

Роботы могут выполнять диагностику в сложных и труднодоступных местах, снижая возможный риск для жизни и здоровья людей, если речь идет, например, о промышленных трубопроводах. Разработка роботов включает в себя использование новейших технологий и методов, таких как системы навигации и позиционирования, датчики и сенсоры, системы коммуникации и машинное обучение. На данный момент нет оптимальных методов проектирования и моделирования подобных устройств из-за того, что они представляют сложную динамическую систему.

«Механическая конструкция робота содержит несущее основание (корпус), на котором установлена опорная нога с колесным движителем. Опорные ноги расположены относительно друг друга под углом 60 градусов. Для того чтобы каждая опорная нога имела контакт с внутритрубной поверхностью, мы разработали специальную систему рычагов.

Корпус устройства спроектирован таким образом, что может перемещаться в отводах. В качестве контактного элемента выбран движитель колёсного типа, он испытывает наименьшее сопротивление движению, в отличие от других типов движителей, например, гусеничных», – объясняет ассистент кафедры оборудования и автоматизации химических производств ПНИПУ Дмитрий Кучев.

1. корпус МК (механической конструкции) 2. нога приводная опорная с колесным движителем 3. нога неприводная опорная с колесным движителем 4. отсек корпуса МК 5. задняя крышка 6. передняя крышка / © Пресс-служба ПНИПУ

После создания конструкции трехмерной модели робота, ученые поэтапно смоделировали ее перемещение по двум последовательно расположенным отводам с радиусом поворота 1,5D и углом 90 градусов. Для этого они провели математические вычисления с использованием дифференциального уравнения Лагранжа (уравнение движения механической системы). Расчеты позволили определить траекторию движения конструкции и показали, что она перемещается беспрепятственно.

Ученые сообщают, что инновационная разработка робототехнического устройства уже используется при диагностике трубопроводов теплоснабжения в одном из городов России.

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.