Система управления миниатюрным внутритрубным роботом

Описан вариант построения конструкции и системы управления миниатюрного внутритрубного робота (МВР), предназначенного для диагностики и местного ремонта внутренних поверхностей произвольно ориентированных труб диаметром 50 мм. Предложена конструкция МВР в виде трех модулей: базового, связанного с оператором, выносного — предназначенного для ретрансляции команд управления транспортно-манипуляционным устройством (ТМУ) и собственно ТМУ, осуществляющего диагностику, а также локальный ремонт трубопровода с помощью специализированного оборудования. Перемещение ТМУ реализуется червячным способом, при этом внутритрубное пространство в процессе движения ТМУ подсвечивается. С учетом специфики перемещения МВР предложено строить его систему управления на основе нечеткого контроллера, при этом в качестве входных данных использовать уровень освещенности и текущее положение ТМУ, а в качестве выходных — значения линейной и угловой скорости его движения. Для проверки алгоритма нечеткого вывода было проведено его математическое моделирование, а также выполнен натурный эксперимент, имитирующий движение макета ТМУ внутри трубопровода.

Литература

[1] Градецкий В.Г., Князьков М.М., Кравчук Л.Н., Семенов Е.А. Методы движения миниатюрных управляемых внугритрубных роботов. Нано- и микросистемная техника, 2005, № 9, c. 37–45.

[2] Gambao E., Hernando M., Brunete A. Multiconfigurable Inspection Robots for Low Diameter Canalizations. 22nd International Symposium on Automation and Robotics in Construction ISARC 2005. September 11–14, 2005, Ferrara (Italy), pp. 1–6.

[3] Vorotnikov S., Nikitin N., Ceccarelli M. A Robotic System for Inspection and Repair of Small Diameter Pipelines. Science and Education of the Bauman MSTU, 2015, no. 02, pp. 180–196.

[4] Sun L., Lu L., Qin X., Gong Z. Micro Robot for Detecting Wall Cracks of Pipe. Proceedings of the 6th International Conference CLAWAR 2003, Catania, Italy, 2003, pp. 643–650.

[5] Dovica M., Gorzas M. Mechatronics aspects of in-pipe minimachine of screw-nut principle design. Recent Advances in Mechatronics, 2007, pp. 335–339.

[6] РД 153-34.0-20.522–99. Типовая инструкция по периодическому техническому освидетельствованию трубопроводов тепловых сетей в процессе эксплуатации. 2000. 36 c.

[7] Гаврилов А.И., Гладков Э.А., Перковский Р.А. Видеокомпьютерные технологии построения компактных моделей протяженных сварных швов в системах автоматизированного мониторинга качества при строительстве магистральных трубопроводов. Сварка и диагностика, 2014, № 1, c. 57–61.

[8] Петренко Е.О., Арбузов Е.В. Компьютерное моделирование электромагнитных полей накладных вихретоковых преобразователей в свободном пространстве. XX Всероссийская НТК по неразрушающему контролю и технической диагностике: тезисы докладов. Москва, 3–6 марта 2014 г. Москва, Издательский дом Спектр, 2014, с. 74–77.

[9] Стребков Д.С., Королев В.А., Трубников В.З., Карачинцев А.В. Метод поиска повреждений силовых кабельных линий. Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология», 2014, № 8 (148), c. 79–83.

[10] Ottaviano E., Vorotnikov S., Ceccarelli M., Kurenev P. Design Improvements and Control of a Hybrid Walking Robot. Robotics and Autonomous Systems, 2011, vol. 59, iss. 2, pp. 128–141.

[11] Ермишин К.В., Воротников С.А. Мультиагентная сенсорная система сервисного мобильного робота. Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение, 2012, № 6, c. 50–59.

[12] Muscato G. Fuzzy Сontrol of an Underactuated Robot with Fuzzy Microcontroller. Microprocessors and Microsystems, 1999, vol. 23, pp. 385–391.