MODELOWANIE I TESTY MOBILNEGO ROBOTA GĄSIENICOWEGO DO INSPEKCJI ORAZ OCZYSZCZANIA ZBIORNIKÓW Z WODĄ PITNĄ

W artykule przedstawiono modelowanie oraz projekt i testy mobilnego robota gąsienicowego do inspekcji oraz oczyszczania zbiorników z wodą pitną. Urządzenia tego typu używane są do zwiększenia efektywności czynności związanych z utrzymaniem stanu technicznego obiektów przemysłowych. Przegląd dostępnych rozwiązań doprowadził do wyboru napędu gąsienicowego, zapewniającego najlepszą trakcję podczas poruszania się po dnie zbiorników.  Zaprezentowany proces projektowania układów mechanicznych oraz elektronicznych zawiera opis doboru parametrów geometrycznych, materiałów konstrukcyjnych oraz tworzenie modelu trójwymiarowego robota. Zostały opisane różne warianty zastosowana robota w tym inspekcja przy użyciu sonaru 3D oraz transport robota pływającego. Wykonany zostały również analizy przy użyciu Metody Elementów Skończonych (MES), konieczne do poprawnego zaprojektowania konstrukcji. Analizy obejmowały badania wytrzymałościowe obudowy układu sterowania w warunkach zanurzenia w cieczy oraz analizę modalną ramy nierdzewnej robota. W artykule przestawiono model matematyczny dynamiki robota opisany równaniami Maggi'ego. Model pozwala na sterowanie silnikami w celu osiągnięcia zadanej pozycji i orientacji robota w przestrzeni roboczej.  Na podstawie modelu matematycznego sporządzono symulacje ruchu robota, które zostały zweryfikowane laboratoryjnie. W symulacjach przedstawiono prędkości i momenty napędowe silników robota podczas ruchu po powierzchni płaskiej i po wniesieniu. W artykule przedstawiono również prototyp robota, który sprawdzono pod względem wymaganej funkcjonalności w środowisku pracy.

Pełny tekst (pdf)

1. Ciszewski M., Buratowski T., Giergiel M., Kurc K., Małka, P.: Virtual prototyping, design and analyses of an in-pipe inspection mobile robot. Journal of Theoretical and Applied Mechanics 52 No.2 (2014), 417–429.
2. Giergiel M. et al: Kinematics of underwater inspection robot. Pomiary automatyka Robotyka, 2012, vol. 12, pp. 122–116.
3. Inuktun Minitracs, http://www.inuktun.com/crawler-tracks/minitracs.html, [dostęp 12.03.2012].
4. Jaskulski A.:  Autodesk Inventor Professional. Fusion 2013PL/2013+, Metodyka projektowania, Wydawnictwo Naukowe PWN, 2012.
5. Łaczek, S.: Przykłady analizy konstrukcji w systemie MES ANSYS-Workbench v.12.1, Wydawnictwo PK, Kraków, 2013.
6. Małka P.,  Kurc K., Kohut  P., Majkut K.: M. Giergiel, T. Buratowski. The project of tank inspection robot, Key Engineering Materials, 2012, vol. 518, s. 375–383.
7. Thorlabs: Adjustable mounting plate, http://www.thorlabs.de /thorproduct.cfm?partnumber=AP180/M, [dostęp 15.04.2014].
8. Tritech: Eclipse multibeam sonar, http://www.tritech.co.uk/product/multibeam-sonar-for-3d-model-view-of-sonar-imagery-eclipse, [dostęp 13.03.2014].