3.8 Транспортные роботы специального

75
3.8 Транспортные роботы специального
назначения 
 
Мобильные роботы для ремонта подземных трубопроводов. 
Проблема эксплуатации и ремонта трубопроводов актуальна 
для нефтяных и газопроводов, для водопроводных и канализацион-
ных сетей (особенно для крупных городов и мегаполисов), для 
каналов водосброса и водозабора из рек. Применение мобильных 
роботов для телеинспекции и обслуживания магистралей позволяет 
предупреждать техногенные и экологические аварии и катастрофы и 
внедрить бестраншейные методы ремонта. Роботизация позволяет 
также осуществлять реновацию и санацию ветхих магистралей, про-
водить приемку новых и контроль за состоянием действующих тру-
бопроводов, проводить экологический мониторинг сетей, составлять 
карты подземных коммуникаций. 
В качестве примера решения этой технической проблемы рас-
смотрим робот Р-200, предназначенный для телеинспекции трубо-
проводов диаметром от 150 до 1200 мм. Этот мобильный робот имеет 
набор сменных колес и цветную поворотную телекамеру. Управля-
ется робот дистанционно оператором с поста управления, размещен-
ного в автомобиле (длина кабеля до 200 м). Пост управления имеет 
цветной монитор и цифровую систему документирования на базе 
компьютера в промышленном исполнении. Телекамера оснащена 
устройством наведения (механизмы качания, ротации и подъема) для 
осмотра стенок трубы, блоками основного и дополнительного осве-
щения, электромеханический стеклоочиститель, а также имеет 
дистанционный привод фокусировки. Робот имеет герметичное ис-
полнение, способен работать с погружением в воду, корпус накачи-
вается азотом для предотвращения конденсации влаги внутри него и 
запотевания стекол телекамеры. Приводы перемещения представля-
ют собой мехатронные модули типа «мотор-колесо» на базе двигате-
лей постоянного тока. Схема телеинспекции показана на рис. 3.25 а. 
Помимо системы технического зрения робот оснащен датчиком пути, 
датчиком углов крена и дифферента корпуса, датчиками углов 
ориентации телекамеры. Эти сенсоры необходимы не только для 
управления движением робота, но и для трассировки залегания 
трубопровода, дают информацию о профиле трубы и координатах 
дефекта (свища, трещины) или обнаруженного постороннего предмета. 

76 
а 
б 
в 
г 
д 
е 
ж 
а – телеинспекция трубопровода; б – подрезка выступающих эле-
ментов; в – локальная заделка дефекта; г – дефект в трубопроводе; 
д – зачистка с помощью фрезерной головки; е – установка внут-
реннего бандажа; ж – трубопровод после ремонта 
Рис. 3.25. Схемы роботизированных операций 
Телероботы позволяют не только обнаружить, но и устранить 
целый ряд дефектов. Робот РОКОТ-1М комплектуется сменными 
рабочими органами – фрезерными и бандажными головками для 
выполнения ремонтных операций внутри трубы. Фрезерная головка 
предназначена для локальной зачистки поверхностей, сверления, 
подрезки выступающих элементов (наплывы, грат на сварных швах, 
штыри), прорезки боковых отводов после санации трубы пластиком. 
Заделка дефектов выполняется с помощью бандажной головки, кото-
рая накладывает кольцевой бандаж шириной 100 мм из ткани со 
специальной пропиткой. Схемы ремонта дефекта в трубопроводе для 
ликвидации утечек без раскопки показаны на рис. 3.25 б-ж. 
Мобильный робот является характерной мехатронной системой, 
когда проектно-конструкторские решения по разработке электроме-
ханической, сенсорной и электрической частей принимались только 
во взаимосвязи, учитывая уже с начальных этапов главный лими-
тирующий фактор – диаметр трубопровода. 
Перспективы развития мобильной робототехники связаны с 
интеллектуализацией устройств управления и сенсоров, которая, в 
частности, заключается в автоматическом принятии решений о 

77
поведении роботов, это позволит повысить качество проводимых 
операций и автономность их выполнения. 
Автоматическое принятие решений рассматриваемым роботом, 
без непосредственного участия человека-оператора, целесообразно 
на следующих операциях: 
– обнаружение и распознавание постороннего объекта в трубо-
проводе с использованием информации системы технического зрения 
и локационных датчиков; 
– планирование траектории и скорости движения при прохож-
дении поворотов на базе сенсорных сигналов от двухкомпонентного 
датчика крена-дифферента и датчиков приводных модулей «мотор-
колесо»; 
– управление режимами работы фрезерной головки на основа-
нии информации о действующих силах и моментах; 
– диагностика и измерение толщины стенки трубы. 

жүктеу/скачать 23,07 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: