Design, modelling and laboratory testing of a pipe inspection robot

• Autorzy: Ciszewski M. , Wacławski M. , Buratowski T. , Giergiel M. , Kurc K.

Identyfikatory

DOI

10.1515/meceng-2015-0023

Warianty tytułu

PL

Projekt, modelowanie i testy laboratoryjne robota do inspekcji rurociągów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents a design of a tracked in-pipe inspection mobile robot with an adaptive drive positioning system. The robot is intended to operate in circular and rectangular pipes and ducts, oriented horizontally and vertically. The paper covers a design process of a virtual prototype, focusing on track adaptation to work environment. A mathematical description of a kinematic model of the robot is presented. Operation of the prototype in pipes with a cross-section greater than 210 mm is described. Laboratory tests that validate the design and enable determination of energy consumption of the robot are presented.

PL

Praca przedstawia projekt mobilnego gąsienicowego robota inspekcyjnego ze zmienną konfiguracją układu napędowego. Robot jest stworzony do inspekcji okrągłych oraz kwadratowych rur i kanałów o orientacji pionowej oraz poziomej. W artykule opisany został proces wirtualnego prototypowania, podczas którego zwrócono uwagę na przystosowanie pozycji gąsienic do środowiska, w którym pracować będzie robot. Przedstawiono model matematyczny kinematyki robota oraz symulacje ruchu układu napędowego. Wynikiem prac była produkcja prototypu, który został przetestowany w rurach o średnicy przekraczającej 210 mm, co udokumentowano w artykule. Przeprowadzone zostały również testy zużycia energii przez robota podczas przejazdów w trzech podstawowych konfiguracjach.

Słowa kluczowe

EN

pipe inspection robot; tracked in-pipe inspection mobile robot; virtual prototyping; mathematical model; simulation; laboratory tests; energy consumption

PL

robot do inspekcji rurociągów; mobilny gąsienicowy robot inspekcyjny; prototypowanie wirtualne; model matematyczny; symulacja; testy laboratoryjne; zużycie energii

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Archive of Mechanical Engineering
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. LXII, nr 3
• Strony: 395--407
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., fot., rys.

Twórcy

autor

Ciszewski M.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, 30-059 Kraków, Al. A. Mickiewicza 30, Poland, http://www.imir.agh.edu.pl

autor

Wacławski M.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, 30-059 Kraków, Al. A. Mickiewicza 30, Poland, http://www.imir.agh.edu.pl

autor

Buratowski T.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, 30-059 Kraków, Al. A. Mickiewicza 30, Poland, http://www.imir.agh.edu.pl

autor

Giergiel M.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, 30-059 Kraków, Al. A. Mickiewicza 30, Poland, http://www.imir.agh.edu.pl

autor

Kurc K.

• Rzeszow University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, 35-959 Rzeszow, ul. Wincentego Pola 2, Poland, http://wbmil.portal.prz.edu.pl

Bibliografia

• [1] T. Buratowski et al.: A self-stabilising multipurpose single-wheel robot. Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 2012, Vol. 50, No. 1, pp.99–118.
• [2] Z. Burdziński.: Teoria ruchu pojazdu gąsienicowego (Theory of motion of a tracked vehicle). Warszawa, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, 1972 (in Polish).
• [3] H. Choi, S. Roh.: In-pipe robot with active steering capability for moving inside of pipelines. Bioinspiration and Robotics Walking and Climbing Robots Red. M. K. Habib. Vienna, InTech.
• [4] H. Dajniak.: Ciągniki. Teoria ruchu i konstruowanie (Tractors, theory of motion and design). Warszawa, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, 1985 (in Polish).
• [5] K. Tadakuma et al.: Basic running test of the cylindrical tracked vehicle with sideways mobility. Proc. IROS 2009 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. 2009, pp.1678–1684.
• [6] M. Trojnacki.: Modelowanie i symulacja ruchu mobilnego robota trzykołowego z napędem na przednie koła z uwzględnieniem poślizgu kół jezdnych (Modeling and simulation of motion of a three-wheeled mobile robot taking into account wheels slippage). Modelowanie Inżynierskie, 2011, Vol. 10, No. 41, pp.411–420 (in Polish).
• [7] W. Żylski.: Kinematyka i dynamika mobilnych robotów kołowych (Kinematics and dynamics of wheeled mobile robots). Rzeszów, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, 1996 (in Polish).
• [8] Hydropulsion: Vertical Crawler Specification Sheet, http://www.hydropulsion.com/roboticcrawler-systems/vertical-crawler/ vertical-crawler.pdf, Accessed 09.01.2014.
• [9] Inuktun: Inuktun crawler vehicles, http://www.inuktun.com/crawler-vehicles, Accessed 12.01.2014.
• [10] Ipek: ROVVER Brochure, http://www.ipek.at/fileadmin/FILES/downloads/ brochures/iPEK_rovver_web_en.pdf, Accessed: 08.01.2014.