Транспортный модуль внутритрубного диагностического робота

Транспортный модуль внутритрубного диагностического робота

Прядко Алексей Иванович
Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики (ЦНИИ РТК), ведущий конструктор, 194064, Санкт-Петербург, Тихорецкий пр., д. 21, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Павлов Николай Владимирович
ЦНИИ РТК, ведущий инженер, 194064, Санкт-Петербург, Тихорецкий пр., д. 21; Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина) (СПбГЭТУ), ассистент, 197022, Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, д. 5, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID: 0000-0001-6591-8419

Попов Дмитрий Сергеевич
ЦНИИ РТК, начальник конструкторского бюро, 194064, Санкт-Петербург, Тихорецкий пр., д. 21, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID: 0000-0003-4575-9195

Коротков Алексей Львович
ЦНИИ РТК, начальник отдела, 194064, Санкт-Петербург, Тихорецкий пр., д. 21,  Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Хокконен Евгений Игоревич
ЦНИИ РТК, начальник сектора, 194064, Санкт-Петербург, Тихорецкий пр., д. 21, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Волков Владислав Александрович
ЦНИИ РТК, конструктор, 194064, Санкт-Петербург, Тихорецкий пр., д. 21, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Филиппов Данила Денисович
ЦНИИ РТК, конструктор, 194064, Санкт-Петербург, Тихорецкий пр., д. 21, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Кадров Андрей Александрович
Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова (ИжГТУ), аспирант, 426069, Удмуртская Республика, г. Ижевск, ул. Студенческая, д. 7, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Материал поступил в редакцию 30 июня 2023 года.

Аннотация
Представлена конструкция транспортного модуля внутритрубного диагностического робота на основе двух несущих оснований, на каждом из которых радиально установлены по три опорных ноги с независимыми приводными колесными движителями. Предложенная конструкция позволяет решить задачу повышения мобильности робота за счет технических решений, обеспечивающих работу в трубах сложных конфигураций и различных диаметров и увеличение длины инспектируемого за один проход участка. Описан алгоритм работы транспортного модуля при его приведении в рабочее положение, движении вдоль трубы, переходе между трубами различного диаметра, прохождении отводов, наклонных участков и переходников.

Ключевые слова
Система внутритрубного мониторинга, мобильная роботизированная платформа, гибридная локомоция.

Благодарности
Работа выполнена в рамках НИОКТР, выполняемых ЦНИИ РТК при реализации комплексного проекта по созданию высокотехнологичного производства «Разработка роботизированного диагностического комплекса для внутритрубного контроля трубопроводов» при финансовой поддержке Министерством науки и высшего образования Российской Федерации; соглашение о предоставлении субсидии № 075-11-2022-035.

DOI
10.31776/RTCJ.11308

Индекс УДК 
007.52:62-932.2

Библиографическое описание
Транспортный модуль внутритрубного диагностического робота / А.И. Прядко [и др.]// Робототехника и техническая кибернетика. – Т. 11. - № 3. – Санкт-Петербург : ЦНИИ РТК. – 2023. – С. 224-231. – Текст : непосредственный.

Литература

  1. Adegboye M.A. Recent advances in pipeline monitoring and oil leakage detection technologies: Principles and approaches / M.A. Adegboye, W.K. Fung, A. Karnik // Sensors (Switzerland). – 2019. – Vol. 19(11):2548. – DOI:10.3390/s19112548. – Text: electronic.
  2. A Review on Wheeled Type In-Pipe Inspection Robot / R.S. Elankavi [et al.] // International Journal of Mechanical Engineering and Robotics Research. – 2022. – Vol. 11. – Pp. 745-754. – DOI:10.18178/ijmerr.11.10.745-754. – Text: electronic.
  3. Ambati P. A review on pipeline inspection robot / P. Ambati, K. M. Suman Raj, A. Joshuva // AIP Conference Proceedings. – 2020. – Vol. 2311(1), 060002. – DOI:10.1063/5.0033998. – Text: electronic.
  4. Colvalkar A.N. A comprehensive review on pipe inspection robots / A.N. Colvalkar, S.S. Pawar, B.K. Patle // International Journal of Mechanical Engineering. – 2021. – Vol. 10(2). – Pp. 51-66. – Text: unmediated.
  5. John B. Pipe inspection robots: a review / B. John, M. Shafeek // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. – 2022. – Vol. 1272:012016. – DOI:10.1088/1757-899X/1272/1/012016. – Text: electronic.
  6. Savin S. RRT-based Motion Planning for In-pipe Walking Robots / S. Savin // IEEE 2018 Dynamics of Systems, Mechanisms and Machines (Dynamics). – 2018. – Pp. 1-6. – DOI:10.1109/Dynamics.2018.8601473. – Text: electronic.
  7. Non-assembly walking mechanism for robotic in-pipe inspection / G.H. Jackson-Mills [et al.] // Lecture Notes in Networks and Systems. – 2022. – Vol. 324. – Pp. 117-128. – DOI:10.1007/978-3-030-86294-7_11. – Text: electronic.
  8. Zhao W. Design and analysis of independently adjustable large in-pipe robot for long-distance pipeline / W. Zhao, L. Zhang, J. Kim // Applied Sciences. – 2020. – Vol. 10(10):3637. – DOI:10.3390/app10103637. – Text: electronic.
  9. Hierarchical fuzzy control based on spatial posture for a support-tracked type in-pipe robot / Z. Wu [et al.] // Trans. Can. Soc. Mech. Eng. – 2020. – Vol. 44(1). – Pp. 133-147. – DOI:10.1139/tcsme-2018-0052. – Text: electronic.
  10. A coordinated wheeled gas pipeline robot chain system based on visible light relay communication and illuminance assessment / W. Zhao [et al.] // Sensors. – 2019. – 19(10):2322. – DOI:10.3390/s19102322. – Text: electronic.
  11. Yeh T.J. Analysis and control of an in-pipe wheeled robot with spiral moving capability / T.J. Yeh, T.-H. Weng // J. Auton. Veh. Syst. – 2021. – Vol. 1(1):011002. – DOI:10.1115/1.4048376. – Text: electronic.
  12. Development of a wheeled and wall-pressing type in-pipe robot for water pipelines cleaning and its traveling capability / G. Feng [et al.] // Mechanika. – 2020. – Vol. 26(2). – Pp. 134-145. – DOI: 10.5755/j01.mech.26.2.18783. – Text: electronic.
  13. Wahed M.A.A. Wall-press type pipe inspection robot / M.A.A. Wahed and M. R. Arshad // Proc. 2017 IEEE 2nd International Conference on Automatic Control and Intelligent Systems (I2CACIS). – 2017. – Pp. 185-190. – DOI:10.1109/I2CACIS.2017.8239055. – Text: electronic.
  14. Development of inchworm type pipe inspection robot using extension type flexible pneumatic actuators / K. Kusunose [et al.] // Int. J. Automot. Mech. Eng. – 2020. – Vol. 17(2). – Pp. 8019-8028. – DOI:10.15282/ijame.17.2.2020.20.0601. – Text: electronic.
  15. Yamamoto T. Pneumatic duplexchambered inchworm mechanism for narrow pipes driven by only two air supply lines / T. Yamamoto, S. Sakama, and A. Kamimura // IEEE Robot. Autom. Lett. – 2020. – Vol. 5(4), Pp. 5034-5042. – DOI:10.1109/LRA.2020.3003859. – Text: electronic.
  16. Design and analysis of cleaning mechanism for an intermittent screw-driven pipeline robot / Z. Cai [et al.] // J. Mech. Sci. Technol. – 2017. – Vol. 31(2). – Pp. 911-921. – DOI:10.1007/s12206-017-0144-y. – Text: electronic.
  17. Driving mechanisms, motion, and mechanics of screw drive in-pipe robots: A review / T. Ren [et al.] // Appl. Sci. – 2019. – Vol. 9(12):2514. – DOI:10.3390/app9122514. – Text: electronic.
  18. Mobility of modular in-pipe inspection robot inside curved and L-Branch pipes / R.S. Elankavi [et al.] // 2021 IEEE Conf. Norbert Wiener 21st Century Being Hum. a Glob. Village. – 2021. – Pp. 1-6. – DOI:10.1109/21CW48944.2021.9532536. – Text: electronic.
  19. Elankavi R.S. Developments in in pipe inspection robot: a review / R.S. Elankavi, D. Dinakaran, J. Jose // J. Mech. Contin. Math. Sci. – 2020. – Vol. 15(5). – Pp. 238-248. – DOI:10.26782/jmcms.2020.05.00022. – Text: electronic.
  20. Zheng D. A design of endoscopic imaging system for hyper long pipeline based on wheeled pipe robot / D. Zheng, H. Tan, and F. Zhou // AIP Conf. Proc. – 2017. – Vol. 1820. – Pp. 1-10. – DOI:10.1063/1.4977316. – Text: electronic.
  21. Development of a low cost small sized in-pipe robot / M.R.A. M. Zin [et al.] // Procedia Eng. – 2012. – Vol. 41. – Pp. 1469-1475. – DOI: 10.1016/j.proeng.2012.07.337. – Text: electronic.
  22. Design, characterization, and control of a size adaptable in-pipe robot for water distribution systems / S. Kazeminasab [et al.] // Proc. 22nd IEEE International Conference on Industrial Technology (ICIT). – 2021. – Pp. 39-46. – DOI:10.1109/ICIT46573.2021.9453583. – Text: electronic.
  23. Design and development of remotely operated pipeline inspection robot / M.S. Mohd Aras [et al.] // Proc. the 11th National Technical Seminar on Unmanned System Technology 2019. – 2021. – Pp. 15-23. – DOI:10.1007/978-981-15-5281-6_2. – Text: electronic.
  24. Патент на полезную модель № 194854 U1 Российская Федерация, МПК F17D 5/06, G01B 17/00. Роботизированная платформа для внутритрубной диагностики: № 2019121403: заявл. 05.07.2019: опубл. 25.12.2019 / Д.Л. Грохольский, Н.А. Вакулин, О.А. Иванов; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ). – EDN IEBROU. – Текст: непосредственный.

Полный текст статьи (pdf)