eng
Выпуск #3/2022
И. Л. Ермолов, М. М. Князьков, Е. А. Семенов, А. Н. Суханов
Адаптация технологического оборудования для использования на мобильном робототехническом комплексе вертикального перемещения (МРК), спроектированного для работы на вертикальных и горизонтальных поверхностях нефте- и газохранилищ
Адаптация технологического оборудования для использования на мобильном робототехническом комплексе вертикального перемещения (МРК), спроектированного для работы на вертикальных и горизонтальных поверхностях нефте- и газохранилищ
Просмотры: 713
DOI: 10.22184/2499-9407.2022.28.3.58.64
Рассмотрен мобильный робототехнический технологический комплекс, способный перемещаться по поверхностям произвольного наклона и выполнять инспекционные, диагностические, профилактические и иные регламентные технологические операции. На его базе создано технологическое оборудование для проведения технологического контроля поверхностей нефте- и газохранилищ и выполнения целого ряда технологических операций.
Рассмотрен мобильный робототехнический технологический комплекс, способный перемещаться по поверхностям произвольного наклона и выполнять инспекционные, диагностические, профилактические и иные регламентные технологические операции. На его базе создано технологическое оборудование для проведения технологического контроля поверхностей нефте- и газохранилищ и выполнения целого ряда технологических операций.
Теги: modular structure multifunctional diagnostic system robotic technological complex technological control многофункциональная система диагностики модульная структура робототехнический технологический комплекс технологический контроль
Адаптация технологического оборудования для использования на мобильном робототехническом комплексе вертикального перемещения (МРК), спроектированного для работы на вертикальных и горизонтальных поверхностях нефте- и газохранилищ
И. Л. Ермолов, М. М. Князьков, Е. А. Семенов, А. Н. Суханов
Рассмотрен мобильный робототехнический технологический комплекс, способный перемещаться по поверхностям произвольного наклона и выполнять инспекционные, диагностические, профилактические и иные регламентные технологические операции. На его базе создано технологическое оборудование для проведения технологического контроля поверхностей нефте- и газохранилищ и выполнения целого ряда технологических операций.
Введение
Работы по ремонту, диагностике и очистке корпусов объектов хранения нефти и газа от старых лакокрасочных покрытий – весьма трудоемкий процесс, поэтому актуальным становится применение мобильных роботизированных комплексов (МРК) для автоматизации выполнения подобных операций. МРК могут оснащаться различным диагностическим и технологическим оборудованием, однако наиболее широкое коммерческое применение получили МРК для автоматизированной очистки старых лакокрасочных покрытий. Как правило, такие системы используют технологию гидроструйной очистки поверхностей под сверхвысоким давлением (до 3 000 бар).
Применение данной технологии снижает уровень образования пыли по сравнению с использованием пескоструйных и дробеструйных аппаратов. Отходы крупной фракции в этом случае собирают с помощью специального вакуумного устройства и подают в модуль фильтрации.
При этом количество отходов, которые могут попасть в окружающую среду, минимизировано.
Для фиксации МРК на вертикальной или наклонной поверхности используются один из двух распространенных методов: использование магнитных или вакуумных устройств сцепления с поверхностью.
Одним из примеров мобильных роботов, использующих для удержания магниты, является МРК Magnetic Crawler М250 (рис. 1), разработанный фирмой Jetstream Europe. Данный МРК может перемещаться по ферромагнитным поверхностям, благодаря встроенным в конструкцию постоянным магнитам, а также электромагнитам.
МРК был разработан для удаления старых лакокрасочных покрытий, а также ржавчины и окалины с поверхностей произвольного наклона. Он подходит для использования на корпусах судов, резервуарах для хранения и любых больших стальных поверхностях, для которых требуется подготовка поверхности перед нанесением нового покрытия.
Для облегчения конструкции рама МРК изготовлена из алюминия и оснащена гусеничным шасси с резиновым покрытием и двумя движителями с пневматическим приводом.
Конструкция гусеничного шасси, состоящая из восьми постоянных магнитов, расположенных по обеим сторонам, позволяет ему преодолевать большие сварные швы, вмятины и другие деформированные фрагменты. Для удержания на поверхности также используется встроенный электромагнит, который повышает надежность сцепления.
Технологическая оснастка включает в себя 250‑мм чистящую насадку и вакуумное устройство для удаления мусора, включая краску и грязь. В системе очистки используется роторно-поршневой насос, обеспечивающий расход 2 100 м³ / ч и давление 500 бар.
Особенность данного МРК заключается в том, что он не нуждается в вакуумной системе фиксации на поверхности. Две подобные машины использовались в Северной Франции для удаления тяжелого осадка от сырой нефти с внутренних поверхностей резервуаров общим объемом 3 785 м³.
Фирма ONR Discovery (США) разработала подводный аппарат Hull BUG (Hull Bio-inspired Underwater Grooming) для очистки внешней поверхности корпусов судов (рис. 2) (подробнее об очистке корпусов судов в [14]). Это автономный аппарат, принцип работы которого аналогичен работе автоматизированных платформ, которые очищают стенки бассейнов. Он оснащен колесным шасси и удерживается на корпусе судна благодаря вакуумному методу фиксации.
Сенсорная система МРК включает в себя детектор биозагрязнения, в котором используется модифицированная технология флуориметрии (метод определения концентрации вещества по интенсивности флуоресценции, возникающей при облучении вещества монохроматическим излучением), позволяющая МРК обнаруживать разницу между чистыми и грязными поверхностями на корпусе корабля.
МРК оснащен различными инструментами: вращающимися щетками и системой гидроструйной очистки. МРК Hull BUG может также осуществлять подводные инспекции корпусов кораблей.
Структура перспективного МРК, разработанного в ИПМех РАН
Структура робототехнического комплекса вертикального перемещения разработана по модульному принципу. В зависимости от решаемых технологических задач его состав может изменяться при сохранении модульного подхода к построению структуры в целом.
Инфраструктура комплекса включает следующие базовые модули [15] (рис. 3): транспортный (5, 6), технологический (4, 7) и управляющий (3), а также сервисные подсистемы: коммуникационную, подсистемы энергопитания (1, 2) и безопасной эксплуатации (8).
Назначение компонентов МРК:
Назначение подсистем:
Работа МРК начинается с его установки в начальную позицию на поверхности перемещения. Для этого МРК поднимается в стартовую зону обслуживаемого объекта и прижимается к поверхности. На электропневматическую подсистему подается электропитание и сжатый воздух, что обеспечивает надежное сцепление МРК с поверхностью. После проверки надежности сцепления, МРК готов к выполнению команд оператора. Оператор с консоли дает команду на начало движения и выводит МРК в рабочую зону на поверхности объекта. Оператор может дать команду на выполнение измерений или продолжить маневр.
Для окончания работы МРК перемещают в начальную позицию и прекращают подачу воздуха. МРК теряет сцепление с поверхностью и после отключения питания готов к транспортировке.
Основные технические характеристики МРК приведены в табл. 1.
Структурная схема транспортного модуля МРК включает три основных узла:
Корпус МРК двухуровневый и состоит из двух платформ: основной, или маршевой, и внутренней, или поворотной.
Внутренняя платформа (рис. 4) построена на поворотном механизме и включает блок из четырех приводов ног робота, каждая из которых имеет по три вакуумные присоски. Поворотный механизм построен на базе электромотора с червячным редуктором.
Передаточное число червячного редуктора равно 1 / 500. Каждый привод ноги робота состоит из пневмоцилиндра с рабочим давлением 2,5–10 бар и может создавать усилие в режиме втягивание / выдвижение до 1 000 Н. Уровень разрежения в присосках регулируется в диапазоне 0,3–0,7 атм.
Основная платформа – это опорная часть (каркас) корпуса МРК, выполнена из алюминиевого сплава. К платформе крепятся два маршевых пневмоцилиндра, которые обеспечивают перемещение МРК. Рабочее давление пневмоцилиндров – 2,5–10 бар, усилие в режиме втягивание / выдвижение составляет до 1 500 Н. К маршевым пнемоцилиндрам крепятся по два привода ног робота. Каждый привод ноги робота имеет по три вакуумных присоски. Приводы ног робота и присоски идентичны тем, которые установлены на внутренней платформе МРК.
Технологический модуль МРК (рис. 5) состоит из двух основных узлов: узла контрольно-измерительной аппаратуры, состоящим из пантографа с датчиками измерительной подсистемы и технологического шкафа с оборудованием.
Технологический шкаф с оборудованием имеет типовые размеры: 400 × 300 × 250 мм. Данные размеры позволяют разместить в нем базовое оборудование измерительной подсистемы, видеосервер, преобразователь интерфейсов RS232 / Ethernet и коммутатор Ethernet.
Пантограф (рис. 6) крепится к основной платформе при помощи двух пневмоцилиндров. Пневмоцилиндры обеспечивают необходимый контакт измерительных датчиков с поверхностью.
Рабочее давление пневмоцилиндров составляет 2,5–10 бар, усилие в режиме втягивание / выдвижение до 500 Н. Продвижение датчика толщиномера по поверхности объекта обеспечивает линейный пневмопривод. Использование линейного пневмопривода позволяет получить непрерывные линейные, до 30 см, измерения участка поверхности в рабочей зоне.
На пантографе устанавливаются датчики измерительного оборудования, фотокамеры для проведения визуального контроля поверхности. На рис. 7 показаны установленные на пантографе датчики структуроскопа и толщиномера на линейном приводе.
Система управления МРК (рис. 8) включает две связанные подсистемы: управление движением и управление технологическими операциями. В целом, предусмотрено управление всей системой с одной ЭВМ с использованием нескольких программных консолей, однако для более точного управления каждой подсистемой управление выполняется с отдельных пультов, в частности, для технологической операции «Измерение толщины» для проведения калибровок и точных настроек должен использоваться штатный пульт толщиномера УТ‑04.
Программный пульт управления представляет собой ряд дружественных графических интерфейсов для работы с оборудованием МРК. Для работы программного пульта управления достаточно одного ноутбука с типовыми характеристиками.
Для управления движением предусмотрено сообщение с контроллером транспортной платформы по каналу RS232. Контроллер транспортной платформы МРК управляет работой электромагнитных клапанов и датчиков вакуума.
Для управления измерительным оборудованием предусмотрена связь с измерительной системой по проводной технологии Fast Ethernet или беспроводной WiFi 802.1a / b / g.
Индивидуальные пульты управления предназначены для отладки, калибровки и выполнения других специальных операций с оборудованием.
Пульт управления транспортной платформы позволяет в ручном режиме выполнять операции по маневрированию МРК.
Пульт управления толщиномером УТ‑04 предназначен для проведения калибровки прибора или установки его в другой измерительный режим.
Заключение
Разработанный перспективный мобильный робототехнический комплекс может стать одним из основных компонентов проекта по созданию многофункциональной системы диагностики, задача которого заключается в комплексном подходе к инспектированию и освидетельствованию объектов хранения нефти и газа.
По результатам исследований областей применения робототехнического комплекса можно сделать вывод о его широких эксплутационных возможностях на различных объектах хранения нефти и газа.
Часть исследований проводится в рамках НИР «Разработка робототехнического комплекса для очистки корпуса судна от обрастания» Стратегического проекта 4 «Морская робототехника» Программы стратегического академического лидерства «Приоритет‑2030».
Литература
Градецкий В. Г., Князьков М. М., Семенов Е. А., Суханов А. Н. Динамические процессы в вакуумных контактных устройствах роботов вертикального перемещения в водной среде // Мехатроника, автоматизация, управление». 2019. Т. 20. № 7. С. 417–421.
Gradetsky V. G., Knyazkov M. M., Semenov E. A., Sukhanov A. N. Dynamic characteristics of pneumatic wall-climbing robots // Journal of Advanced Research in Technical Science, (North Charleston, USA). 2018. № 10–1. С. 58–64.
Градецкий В. Г., Князьков М. М. Состояние и перспективы развития роботов вертикального перемещения для экстремальных сред // Робототехника и техническая кибернетика. 2014. № 1 (2). С. 9–16.
Князьков М. М., Семенов Е. А. Диагностический робототехнический комплекс вертикального перемещения // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2013. № 24 (127). С. 43–46.
Градецкий В. Г., Князьков М. М., Семенов Е. А., Чащухин В. Г. Основные направления и перспективы развития роботов вертикального перемещения материалы ХХ международной научно-технической конференции «Экстремальная робототехника, нано-, микро- и макророботы». 2010. С. 41–44. Дивноморск, Россия.
Градецкий В. Г. Об особенностях развития робототехники в книге «Академик И. И. Артоболевский. 100‑летие со дня рождения» // Материалы юбилейных заседаний Ученого совета ИМАШ и Объединенного научного совета РАН по комплексной проблеме. «Машиностроение». М.: Наука, 2007. С. 126–146.
Черноусько Ф. Л., Градецкий В. Г. Принципы движения и проблемы динамики мобильных роботов // Сб. материалов Международной выставки-конгресса «Мехатроника и робототехника», МИР‑07, Ленэкспо, 2007. С. 89–90.
Градецкий В. Г., Фомин Л. Ф. Анализ динамики управляемых движений робота вертикального перемещения с многозвенными манипуляторами // Мехатроника, автоматизация, управление. 2007. № 12.
Градецкий В. Г., Вешников В. Б., Калиниченко С. В., Кравчук Л. Н. Управляемое движение мобильных роботов по произвольно ориентированным в пространстве поверхностям. М.: Наука, 2001. 359 с.
Градецкий В. Г., Князьков М. М., Кравчук Л. Н., Соловцов В. Н., Фомин Л. Ф. Анализ управления многозвенными мобильными роботами, перемещающимися в пространстве, Препринт ИПМех РАН, № 732. М., 2003. 35 с.
Градецкий В., Рачков М., Петухов С.. Иванюгин В., Выжелевский Б. Измерительные системы робототехнического комплекса для работы в атомном реакторе, Препринт ИПМех РАН, 656, М., 1999. 46 с.
Hosokai H., Hara F. Manoeuvrability passing over obstacles on a pipeline by pipeline inspection, Proceed. of CLAWAR 2001 International Conference, Sept. 2001, Professional Engineering Publishing Ltd., London UK, pp. 883–889.
Yoned K., Ota Y., Hirano K., Hirose S. Design of a light-weight wall climbing quadruped with reduced degrees of freedom, Proceed. of CLAWAR 2001 International Conference, Sept. 2001, Professional Engineering Publishing Ltd., London UK, pp. 907–912.
Balashov V. S., Gromov B. A., Ermolov I. L., Roskilly A. P. Cleaning by means of the HISMAR autonomous robot, Journal Russian Engineering Research, June 2011, Volume 31, Issue 6, pp 589-592.
Ермолов И. Л., Хрипунов С. П. Формирование обобщенной структурной схемы робототехнических комплексов // Робототехника и техническая кибернетика. 2017. № 1.
Авторы
Ермолов Иван Леонидович –
доктор технических наук, профессор, заместитель директора ФГБУН «Институт проблем механики им. А. Ю. Ишлинского РАН»
Князьков Максим Михайлович –
кандидат технических наук, с. н. с., ФГБУН «Институт проблем механики им. А. Ю. Ишлинского РАН», ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный морской технический университет»
Семенов Евгений Александрович –
кандидат технических наук, с. н. с. ФГБУН «Институт проблем механики им. А. Ю. Ишлинского РАН»
Суханов Артем Николаевич –
кандидат технических наук, н. с. ФГБУН «Институт проблем механики им. А. Ю. Ишлинского РАН»
И. Л. Ермолов, М. М. Князьков, Е. А. Семенов, А. Н. Суханов
Рассмотрен мобильный робототехнический технологический комплекс, способный перемещаться по поверхностям произвольного наклона и выполнять инспекционные, диагностические, профилактические и иные регламентные технологические операции. На его базе создано технологическое оборудование для проведения технологического контроля поверхностей нефте- и газохранилищ и выполнения целого ряда технологических операций.
Введение
Работы по ремонту, диагностике и очистке корпусов объектов хранения нефти и газа от старых лакокрасочных покрытий – весьма трудоемкий процесс, поэтому актуальным становится применение мобильных роботизированных комплексов (МРК) для автоматизации выполнения подобных операций. МРК могут оснащаться различным диагностическим и технологическим оборудованием, однако наиболее широкое коммерческое применение получили МРК для автоматизированной очистки старых лакокрасочных покрытий. Как правило, такие системы используют технологию гидроструйной очистки поверхностей под сверхвысоким давлением (до 3 000 бар).
Применение данной технологии снижает уровень образования пыли по сравнению с использованием пескоструйных и дробеструйных аппаратов. Отходы крупной фракции в этом случае собирают с помощью специального вакуумного устройства и подают в модуль фильтрации.
При этом количество отходов, которые могут попасть в окружающую среду, минимизировано.
Для фиксации МРК на вертикальной или наклонной поверхности используются один из двух распространенных методов: использование магнитных или вакуумных устройств сцепления с поверхностью.
Одним из примеров мобильных роботов, использующих для удержания магниты, является МРК Magnetic Crawler М250 (рис. 1), разработанный фирмой Jetstream Europe. Данный МРК может перемещаться по ферромагнитным поверхностям, благодаря встроенным в конструкцию постоянным магнитам, а также электромагнитам.
МРК был разработан для удаления старых лакокрасочных покрытий, а также ржавчины и окалины с поверхностей произвольного наклона. Он подходит для использования на корпусах судов, резервуарах для хранения и любых больших стальных поверхностях, для которых требуется подготовка поверхности перед нанесением нового покрытия.
Для облегчения конструкции рама МРК изготовлена из алюминия и оснащена гусеничным шасси с резиновым покрытием и двумя движителями с пневматическим приводом.
Конструкция гусеничного шасси, состоящая из восьми постоянных магнитов, расположенных по обеим сторонам, позволяет ему преодолевать большие сварные швы, вмятины и другие деформированные фрагменты. Для удержания на поверхности также используется встроенный электромагнит, который повышает надежность сцепления.
Технологическая оснастка включает в себя 250‑мм чистящую насадку и вакуумное устройство для удаления мусора, включая краску и грязь. В системе очистки используется роторно-поршневой насос, обеспечивающий расход 2 100 м³ / ч и давление 500 бар.
Особенность данного МРК заключается в том, что он не нуждается в вакуумной системе фиксации на поверхности. Две подобные машины использовались в Северной Франции для удаления тяжелого осадка от сырой нефти с внутренних поверхностей резервуаров общим объемом 3 785 м³.
Фирма ONR Discovery (США) разработала подводный аппарат Hull BUG (Hull Bio-inspired Underwater Grooming) для очистки внешней поверхности корпусов судов (рис. 2) (подробнее об очистке корпусов судов в [14]). Это автономный аппарат, принцип работы которого аналогичен работе автоматизированных платформ, которые очищают стенки бассейнов. Он оснащен колесным шасси и удерживается на корпусе судна благодаря вакуумному методу фиксации.
Сенсорная система МРК включает в себя детектор биозагрязнения, в котором используется модифицированная технология флуориметрии (метод определения концентрации вещества по интенсивности флуоресценции, возникающей при облучении вещества монохроматическим излучением), позволяющая МРК обнаруживать разницу между чистыми и грязными поверхностями на корпусе корабля.
МРК оснащен различными инструментами: вращающимися щетками и системой гидроструйной очистки. МРК Hull BUG может также осуществлять подводные инспекции корпусов кораблей.
Структура перспективного МРК, разработанного в ИПМех РАН
Структура робототехнического комплекса вертикального перемещения разработана по модульному принципу. В зависимости от решаемых технологических задач его состав может изменяться при сохранении модульного подхода к построению структуры в целом.
Инфраструктура комплекса включает следующие базовые модули [15] (рис. 3): транспортный (5, 6), технологический (4, 7) и управляющий (3), а также сервисные подсистемы: коммуникационную, подсистемы энергопитания (1, 2) и безопасной эксплуатации (8).
Назначение компонентов МРК:
- транспортный модуль обеспечивает сцепление и движение робота по поверхности перемещения, пневматические приводы ног робота осуществляют фиксацию захватных устройств на поверхности перемещения во время движения робота и выполнения технологических операций;
- технологический модуль обеспечивает работу измерительных процедур, синхронизацию измерений с движением транспортного модуля, а также организует необходимые параметры контакта и траекторию движения измерительного оборудования относительно поверхности перемещения;
- консоль управления представляет собой набор специализированных операторских пультов для управления движением и выполнением различных технологических операций.
Назначение подсистем:
- коммуникационная подсистема включает кабель электропитания для подачи напряжения 24 В на технологический и транспортный модули, кабель «витая пара» для подключения консоли управления и пневматическая магистраль для подачи воздуха диаметром 20 мм и длиной до 100 м (масса 1 м шланга 400 г);
- подсистема энергопитания является внешней для системы МРК и включает подсистему подачи воздуха, для этого используется компрессор или магистраль сжатого воздуха и система электроснабжения 380 В (3 фазы);
- подсистема безопасной эксплуатации включает средства аварийной остановки МРК, световую сигнализацию и фал страховочной системы для предотвращения аварийного отрыва МРК от поверхности.
Работа МРК начинается с его установки в начальную позицию на поверхности перемещения. Для этого МРК поднимается в стартовую зону обслуживаемого объекта и прижимается к поверхности. На электропневматическую подсистему подается электропитание и сжатый воздух, что обеспечивает надежное сцепление МРК с поверхностью. После проверки надежности сцепления, МРК готов к выполнению команд оператора. Оператор с консоли дает команду на начало движения и выводит МРК в рабочую зону на поверхности объекта. Оператор может дать команду на выполнение измерений или продолжить маневр.
Для окончания работы МРК перемещают в начальную позицию и прекращают подачу воздуха. МРК теряет сцепление с поверхностью и после отключения питания готов к транспортировке.
Основные технические характеристики МРК приведены в табл. 1.
Структурная схема транспортного модуля МРК включает три основных узла:
- корпус;
- приводную систему;
- приводы ног робота с вакуумными присосками.
Корпус МРК двухуровневый и состоит из двух платформ: основной, или маршевой, и внутренней, или поворотной.
Внутренняя платформа (рис. 4) построена на поворотном механизме и включает блок из четырех приводов ног робота, каждая из которых имеет по три вакуумные присоски. Поворотный механизм построен на базе электромотора с червячным редуктором.
Передаточное число червячного редуктора равно 1 / 500. Каждый привод ноги робота состоит из пневмоцилиндра с рабочим давлением 2,5–10 бар и может создавать усилие в режиме втягивание / выдвижение до 1 000 Н. Уровень разрежения в присосках регулируется в диапазоне 0,3–0,7 атм.
Основная платформа – это опорная часть (каркас) корпуса МРК, выполнена из алюминиевого сплава. К платформе крепятся два маршевых пневмоцилиндра, которые обеспечивают перемещение МРК. Рабочее давление пневмоцилиндров – 2,5–10 бар, усилие в режиме втягивание / выдвижение составляет до 1 500 Н. К маршевым пнемоцилиндрам крепятся по два привода ног робота. Каждый привод ноги робота имеет по три вакуумных присоски. Приводы ног робота и присоски идентичны тем, которые установлены на внутренней платформе МРК.
Технологический модуль МРК (рис. 5) состоит из двух основных узлов: узла контрольно-измерительной аппаратуры, состоящим из пантографа с датчиками измерительной подсистемы и технологического шкафа с оборудованием.
Технологический шкаф с оборудованием имеет типовые размеры: 400 × 300 × 250 мм. Данные размеры позволяют разместить в нем базовое оборудование измерительной подсистемы, видеосервер, преобразователь интерфейсов RS232 / Ethernet и коммутатор Ethernet.
Пантограф (рис. 6) крепится к основной платформе при помощи двух пневмоцилиндров. Пневмоцилиндры обеспечивают необходимый контакт измерительных датчиков с поверхностью.
Рабочее давление пневмоцилиндров составляет 2,5–10 бар, усилие в режиме втягивание / выдвижение до 500 Н. Продвижение датчика толщиномера по поверхности объекта обеспечивает линейный пневмопривод. Использование линейного пневмопривода позволяет получить непрерывные линейные, до 30 см, измерения участка поверхности в рабочей зоне.
На пантографе устанавливаются датчики измерительного оборудования, фотокамеры для проведения визуального контроля поверхности. На рис. 7 показаны установленные на пантографе датчики структуроскопа и толщиномера на линейном приводе.
Система управления МРК (рис. 8) включает две связанные подсистемы: управление движением и управление технологическими операциями. В целом, предусмотрено управление всей системой с одной ЭВМ с использованием нескольких программных консолей, однако для более точного управления каждой подсистемой управление выполняется с отдельных пультов, в частности, для технологической операции «Измерение толщины» для проведения калибровок и точных настроек должен использоваться штатный пульт толщиномера УТ‑04.
Программный пульт управления представляет собой ряд дружественных графических интерфейсов для работы с оборудованием МРК. Для работы программного пульта управления достаточно одного ноутбука с типовыми характеристиками.
Для управления движением предусмотрено сообщение с контроллером транспортной платформы по каналу RS232. Контроллер транспортной платформы МРК управляет работой электромагнитных клапанов и датчиков вакуума.
Для управления измерительным оборудованием предусмотрена связь с измерительной системой по проводной технологии Fast Ethernet или беспроводной WiFi 802.1a / b / g.
Индивидуальные пульты управления предназначены для отладки, калибровки и выполнения других специальных операций с оборудованием.
Пульт управления транспортной платформы позволяет в ручном режиме выполнять операции по маневрированию МРК.
Пульт управления толщиномером УТ‑04 предназначен для проведения калибровки прибора или установки его в другой измерительный режим.
Заключение
Разработанный перспективный мобильный робототехнический комплекс может стать одним из основных компонентов проекта по созданию многофункциональной системы диагностики, задача которого заключается в комплексном подходе к инспектированию и освидетельствованию объектов хранения нефти и газа.
По результатам исследований областей применения робототехнического комплекса можно сделать вывод о его широких эксплутационных возможностях на различных объектах хранения нефти и газа.
Часть исследований проводится в рамках НИР «Разработка робототехнического комплекса для очистки корпуса судна от обрастания» Стратегического проекта 4 «Морская робототехника» Программы стратегического академического лидерства «Приоритет‑2030».
Литература
Градецкий В. Г., Князьков М. М., Семенов Е. А., Суханов А. Н. Динамические процессы в вакуумных контактных устройствах роботов вертикального перемещения в водной среде // Мехатроника, автоматизация, управление». 2019. Т. 20. № 7. С. 417–421.
Gradetsky V. G., Knyazkov M. M., Semenov E. A., Sukhanov A. N. Dynamic characteristics of pneumatic wall-climbing robots // Journal of Advanced Research in Technical Science, (North Charleston, USA). 2018. № 10–1. С. 58–64.
Градецкий В. Г., Князьков М. М. Состояние и перспективы развития роботов вертикального перемещения для экстремальных сред // Робототехника и техническая кибернетика. 2014. № 1 (2). С. 9–16.
Князьков М. М., Семенов Е. А. Диагностический робототехнический комплекс вертикального перемещения // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2013. № 24 (127). С. 43–46.
Градецкий В. Г., Князьков М. М., Семенов Е. А., Чащухин В. Г. Основные направления и перспективы развития роботов вертикального перемещения материалы ХХ международной научно-технической конференции «Экстремальная робототехника, нано-, микро- и макророботы». 2010. С. 41–44. Дивноморск, Россия.
Градецкий В. Г. Об особенностях развития робототехники в книге «Академик И. И. Артоболевский. 100‑летие со дня рождения» // Материалы юбилейных заседаний Ученого совета ИМАШ и Объединенного научного совета РАН по комплексной проблеме. «Машиностроение». М.: Наука, 2007. С. 126–146.
Черноусько Ф. Л., Градецкий В. Г. Принципы движения и проблемы динамики мобильных роботов // Сб. материалов Международной выставки-конгресса «Мехатроника и робототехника», МИР‑07, Ленэкспо, 2007. С. 89–90.
Градецкий В. Г., Фомин Л. Ф. Анализ динамики управляемых движений робота вертикального перемещения с многозвенными манипуляторами // Мехатроника, автоматизация, управление. 2007. № 12.
Градецкий В. Г., Вешников В. Б., Калиниченко С. В., Кравчук Л. Н. Управляемое движение мобильных роботов по произвольно ориентированным в пространстве поверхностям. М.: Наука, 2001. 359 с.
Градецкий В. Г., Князьков М. М., Кравчук Л. Н., Соловцов В. Н., Фомин Л. Ф. Анализ управления многозвенными мобильными роботами, перемещающимися в пространстве, Препринт ИПМех РАН, № 732. М., 2003. 35 с.
Градецкий В., Рачков М., Петухов С.. Иванюгин В., Выжелевский Б. Измерительные системы робототехнического комплекса для работы в атомном реакторе, Препринт ИПМех РАН, 656, М., 1999. 46 с.
Hosokai H., Hara F. Manoeuvrability passing over obstacles on a pipeline by pipeline inspection, Proceed. of CLAWAR 2001 International Conference, Sept. 2001, Professional Engineering Publishing Ltd., London UK, pp. 883–889.
Yoned K., Ota Y., Hirano K., Hirose S. Design of a light-weight wall climbing quadruped with reduced degrees of freedom, Proceed. of CLAWAR 2001 International Conference, Sept. 2001, Professional Engineering Publishing Ltd., London UK, pp. 907–912.
Balashov V. S., Gromov B. A., Ermolov I. L., Roskilly A. P. Cleaning by means of the HISMAR autonomous robot, Journal Russian Engineering Research, June 2011, Volume 31, Issue 6, pp 589-592.
Ермолов И. Л., Хрипунов С. П. Формирование обобщенной структурной схемы робототехнических комплексов // Робототехника и техническая кибернетика. 2017. № 1.
Авторы
Ермолов Иван Леонидович –
доктор технических наук, профессор, заместитель директора ФГБУН «Институт проблем механики им. А. Ю. Ишлинского РАН»
Князьков Максим Михайлович –
кандидат технических наук, с. н. с., ФГБУН «Институт проблем механики им. А. Ю. Ишлинского РАН», ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный морской технический университет»
Семенов Евгений Александрович –
кандидат технических наук, с. н. с. ФГБУН «Институт проблем механики им. А. Ю. Ишлинского РАН»
Суханов Артем Николаевич –
кандидат технических наук, н. с. ФГБУН «Институт проблем механики им. А. Ю. Ишлинского РАН»
Отзывы читателей
