В коммунальном хозяйстве, нефтяной и химической промышленности значительная часть труб — старые и изношенные водопроводы, теплотрассы. Они нуждаются в постоянном осмотре, чистке и ремонте для предотвращения аварийных разрывов.
Современные технологии и роботы для работы внутри труб имеют недостатки. Например, они не могут проходить крутые повороты (например, под 90 градусов) и работают только в трубах определенного диаметра. Ученые Пермского Политеха и Волгоградского государственного аграрного университета разработали универсального робота, который лишен этих ограничений. Он диаметр трубы и благодаря особой конструкции колес не застревает на поворотах. Ключевое преимущество — устройство работает в трубах вдвое меньшего диаметра, чем аналоги . Благодаря этому он представляет собой оптимальное решение для технического обслуживания протяженных и труднодоступных участков трубопроводов, где применение других технологий затруднено. В ходе испытаний была подтверждена результативность разработанной методики.
Статья опубликована в научном журнале «Machinery Manufacture and Reliability». Разработка выполнена в рамках программы «Приоритет 2030».
Новая технология разработана для замены устаревших подходов, которые нередко оказываются неэффективными при обслуживании изношенных трубопроводов. Главный недостаток существующих решений заключается в их ограниченности. Многие роботы не способны преодолевать крутые повороты, угол которых составляет 90 градусов, и функционируют исключительно в трубах строго заданного диаметра, что делает их непригодными для работы на сложных участках сетей. Новый робототехнический комплекс не имеет указанных ограничений. Ранее ученые Пермского Политеха получили патент на конструкцию мобильного робота, обеспечивающего свободное управление при движении по извилистому трубопроводу. В настоящее время исследователи доработали эту разработку, и теперь ее ключевым достоинством является универсальность. Благодаря оригинальной конструкции, основанной на зубчатых зацеплениях, устройство плавно «раскрывается», подстраиваясь под различные диаметры, и может перемещаться вертикально. Это позволяет использовать один и тот же робот на различных объектах без необходимости перенастройки или замены оборудования.
— Ключевым достоинством является способность подстраиваться под различные диаметры, варьирующиеся от 500 до 1400 мм. При этом конструкция остаётся неизменной, а робот может перемещаться по вертикальным участкам, — подчеркнул Дмитрий Кучев — кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры «Оборудование и автоматизация химических производств» Пермского национального исследовательского политехнического университета .
Интеллектуальная система, состоящая из шести опорных ног с пружинными подвесками, гарантирует стабильное и надежное передвижение робота. Благодаря такой конструкции все двенадцать ведущих колес непрерывно поддерживают контакт с внутренней поверхностью трубы, даже при наличии неровностей и совершении резких поворотов. Компьютерное моделирование и практические испытания, завершенные в конце октября в Пермском Политехе, продемонстрировали, что комплекс способен легко преодолевать отводы под углом 90 градусов и уверенно перемещаться по трубам со сложной планировкой.
— В ходе испытаний робот-очиститель подтвердил свою работоспособность. Он успешно передвигался по трубам различного диаметра и осуществлял очистку, используя шланг для подачи специальной жидкости, — сообщил Дмитрий Кучев. — Управление этим комплексом отличается простотой и естественностью: для начала работы достаточно извлечь его из упаковки, соединить провода и нажать кнопку.
Данная разработка предоставляет расширенные перспективы для предотвращения аварийных ситуаций и увеличения долговечности трубопроводов, применяемых в жилищно-коммунальном хозяйстве и на промышленных предприятиях. Благодаря универсальности, способности преодолевать препятствия и простоте в эксплуатации, робот становится важным средством для гарантирования безопасности и надежности объектов критической инфраструктуры. В будущем ученые планируют сосредоточиться на разработке полноценного физического образца для начала его серийного производства.
Информация и фото предоставлены пресс-службой ПНИПУ