 |
Ученые Пермского Политеха обеспечили эффективное движение робота для диагностики трубопроводов
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. Однако 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.
Статья с результатами опубликована в журнале «Строительные и дорожные машины», №6, 2023 год, по направлению «2.5.4 Мехатроника, робототехника и робототехнические комплексы». 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 1 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 5 метров в минуту) в различных условиях и преодолевать поверхности на максимальном угле наклона в 90°, – 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 ℃, 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.
В настоящий момент 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.
Контактное лицо: Ксения Старкова (написать письмо автору)
Компания: ПНИПУ (все новости этой организации)
Добавлен: 23:09, 07.12.2023
Количество просмотров: 255
Страна: Россия
| Ученые Пермского Политеха нашли способ улучшить качество бумаги и картона, ПНИПУ, 22:45, 17.07.2026, Россия |
446 |
| Ученые Пермского Политеха впервые в России разработали систему, которая диагностирует состояние воды в реальном времени. Это позволит в несколько раз быстрее отслеживать ухудшение ее качества и оперативно реагировать на него, сокращая убытки предприятий и снижая себестоимость товаров. |
|
| Ученый Пермского Политеха рассказал о «горизонтальном» июльском звездопаде, ПНИПУ, 22:02, 17.07.2026, Россия |
44 |
| С середины июля до конца августа россияне смогут наблюдать звездопад Южные дельта-Аквариды. В ночь на 31 июля ожидается до 25 метеоров в час. Эти метеоры летят почти горизонтально, их называют «пасущимися». Ученый Пермского Политеха объяснил, почему поток стабилен, как на него влияет Юпитер и откуда желтоватый след. |
|
| Улучшает иммунитет, пищеварение и защищает от инсульта: ученый Пермского Политеха назвал 7 причин разрешать себе лениться, ПНИПУ, 22:13, 14.07.2026, Россия |
274 |
| 15 июля отмечается День русской лени. Ученый ПНИПУ рассказал, как она помогает очищать мозг от токсинов, восстанавливать оболочку нервов, повышать иммунитет, улучшать пищеварение, предотвращает образование тромбов, увеличивает фазу медленного сна и поднимает мотивацию, а также чем здоровая лень отличается от вредной. |
|
| Ученый Пермского Политеха объяснил, почему мы испытываем симптомы акклиматизации, даже не покидая родной город, ПНИПУ, 21:26, 14.07.2026, Россия |
52 |
| Резкие перепады температуры могут вызывать у человека симптомы, сходные с теми, что возникают при смене климатической зоны. Ученый ПНИПУ рассказал, что происходит с организмом при температурных контрастах, какие привычные средства самопомощи только вредят и почему самочувствие может ухудшиться уже после нормализации. |
|
|
|
