RU2721473C1 - Robot for diagnostics and repair of pipeline transport - Google Patents

Robot for diagnostics and repair of pipeline transport Download PDF

Info

Publication number
RU2721473C1
RU2721473C1 RU2019134844A RU2019134844A RU2721473C1 RU 2721473 C1 RU2721473 C1 RU 2721473C1 RU 2019134844 A RU2019134844 A RU 2019134844A RU 2019134844 A RU2019134844 A RU 2019134844A RU 2721473 C1 RU2721473 C1 RU 2721473C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
control
unit
control unit
universal
axis
Prior art date
Application number
RU2019134844A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Гуцул
Семен Александрович Клестов
Денис Николаевич Кузнецов
Владимир Иванович Сырямкин
Максим Владимирович Сырямкин
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ) filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ)
Priority to RU2019134844A priority Critical patent/RU2721473C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2721473C1 publication Critical patent/RU2721473C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/10—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
    • G01C21/12—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
    • G01C21/14—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by recording the course traversed by the object

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

FIELD: robotics.
SUBSTANCE: invention relates to hybrid robots for determination, marking and repair of sections of pipeline transport with chemical or radioactive leaks. Proposed device is made up of grate with wheels. Multi-copter is arranged on universal aerodynamic platform. Aerodynamic platform is equipped with axle, on which there are two rims with spokes, as well as flexible cross bars with adjustable bars. On aerodynamic platform there is a hinged equipment of various purpose with control units, axle control unit, crossarm control unit, switching complex control unit, pipe hazardous areas marking unit, pipe hazardous sections elimination unit, and traffic stabilization unit. Device has a stationary control workplace with a computerized pilot workstation and a computerized engineer workstation, stationary and mobile power supply units with charging.
EFFECT: disclosed invention has broader functionalities, solves problems of increasing accuracy and speed of determining coordinates, efficiency and maneuverability, ease of control, can operate in both controlled and autonomous modes.
6 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам мониторинга неподвижных объектов. Область применения охватывает гибридные роботы для определения, разметки и ремонта участков трубопроводного транспорта с химическими или радиоактивными утечками [1, 2].The invention relates to devices for monitoring stationary objects. The scope covers hybrid robots for identifying, marking and repairing sections of pipeline transport with chemical or radioactive leaks [1, 2].

Известны и широко применяются различные устройства мониторинга и диагностики объектов территории, основанные на наземно-воздушных дистанционно-управляемых системах [1-13].Various devices for monitoring and diagnosing objects of a territory based on ground-based airborne remotely controlled systems are known and widely used [1-13].

Существенным признаком этих устройств является то, что дистанционно управляется устройство, объединяющее квадрокоптер, способный летать, и колесо, способное передвигаться по поверхности.An essential feature of these devices is that they remotely control a device that combines a quadrocopter that can fly and a wheel that can move along the surface.

Недостатки устройств применительно к ремонту участков трубопровода с химическими и радиоактивными утечками заключаются в невозможности применения робота непосредственно на трубе с препятствиями, в стесненных условиях здания и сооружения, а также в низком коэффициенте полезного действия из-за повышенной затраты энергии винтов приводов мультикоптера (до 60%) из-за необходимости включения всех четырех винтов для горизонтального перемещения, малая грузоподъемность, малая горизонтальная устойчивость (сильное раскачивание).The disadvantages of the devices in relation to the repair of sections of the pipeline with chemical and radioactive leaks are the inability to use the robot directly on the pipe with obstacles, in the cramped conditions of the building and structure, as well as in the low efficiency due to the increased energy consumption of the propellers of multicopter drives (up to 60% ) due to the need to include all four screws for horizontal movement, low load capacity, low horizontal stability (strong swing).

В качестве прототипа выбрано устройство, в котором на универсальной аэродинамической платформе, выполненной одновременно в виде клетки и колеса, размещен гексокоптер [патент №2661295 РФ «Устройство для определения и разметки участков территории с химическим и радиоактивным заражением», Гуцул В.И., Сырямкин В.И. и др., публ. 13.07.2018]. Прототип представляет собой робот, состоящий из мультикоптера и аэродинамической платформы, имеющий возможность перемещаться по наземной поверхности и в воздушном пространстве. Робот содержит гектокоптер с шестью пропеллерами и приводами, закрепленный на универсальной аэродинамической платформе, контроллер управления приводами движения и приводами полета, универсальный мобильный блок питания, определитель координат GPS/ГЛОНАСС, гироскоп, акселерометр, высотомер, блок разметки опасных мест трубопровода, блок устранения опасных мест трубопровода, блок управления навесным оборудованием, а также блок горизонтальной стабилизации. Для управления роботом используется стационарное рабочее место управления с универсальным пультом управления, запитанное от стационарного блока питания. Пространственное положение робота определяют вне зависимости от ориентации, скорости движения и времени суток. При этом получают и распознают звуковые изображения, визуальные изображения, информацию о химической обстановке, информацию о радиационной обстановке. Устройство-прототип способно перемещаться по грунту и по воздуху, разворачиваться на месте, имеет возможность работать в автоматическом и автоматизированном режимах функционирования. Недостаток заключается в низких функциональных возможностях (невозможности перемещения по трубам, углублениям, снегу, льду, воде, невозможности перемещения в ограниченном пространстве с препятствиями и в ветреную погоду; невозможности определения и разметки участков объектов контроля (труб) с химическими и радиоактивными утечками), недостаточной оперативности выполнения заданных технологических операций, малой продолжительности автономной работы, малой грузоподъемности.As a prototype, a device was selected in which a hexocopter [RF Patent No. 2661295 “A device for determining and marking up areas of a territory with chemical and radioactive contamination”, Gutsul V.I., Syryamkin, is placed on a universal aerodynamic platform made simultaneously in the form of a cell and a wheel) IN AND. et al., publ. 07/13/2018]. The prototype is a robot consisting of a multicopter and an aerodynamic platform, having the ability to move on the ground surface and in airspace. The robot contains a hectocopter with six propellers and drives, mounted on a universal aerodynamic platform, a controller for controlling motion drives and flight drives, a universal mobile power supply unit, GPS / GLONASS coordinates, a gyroscope, an accelerometer, an altimeter, a block for marking dangerous places in the pipeline, and a block for eliminating dangerous places pipeline, attachment control unit, as well as a horizontal stabilization unit. To control the robot, a stationary control workstation with a universal control panel, powered from a stationary power supply, is used. The spatial position of the robot is determined regardless of orientation, speed and time of day. At the same time, sound images, visual images, information about the chemical environment, information about the radiation environment are obtained and recognized. The prototype device is able to move on the ground and in the air, deploy on the spot, has the ability to work in automatic and automated modes of operation. The disadvantage is the low functionality (the inability to move through pipes, cavities, snow, ice, water, the inability to move in a limited space with obstacles and windy weather; the inability to identify and mark sections of objects of control (pipes) with chemical and radioactive leaks), insufficient efficiency of performing specified technological operations, short battery life, low load capacity.

Задачей является создание нового устройства для диагностики, разметки и ремонта участков объектов контроля (труб) с химическими, нефтяными и радиоактивными утечками с расширенными функциональными возможностями, решающего проблемы повышения точности и быстродействия определения координат, оперативности и маневренности, удобства управления, способного распознавать звуковую и визуальную информацию (изображения), определять участки объектов контроля (труб) с химическими и радиоактивными утечками и устранять повреждения.The task is to create a new device for diagnosing, marking and repairing sections of objects of control (pipes) with chemical, oil and radioactive leaks with advanced functionality that solves the problems of increasing the accuracy and speed of determining coordinates, efficiency and maneuverability, ease of control, capable of recognizing sound and visual information (images), identify areas of objects of control (pipes) with chemical and radioactive leaks and repair damage.

Поставленная задача достигается оборудованием робота необходимыми датчиками и блоками управления.The task is achieved by equipping the robot with the necessary sensors and control units.

Заявленное устройство, как и прототип, имеет возможность перемещаться по любой траектории по наземной поверхности и в воздушном пространстве, содержит мультикоптер, например, гексокоптер, закрепленный на универсальной аэродинамической платформе 1, приводы с пропеллерами 9, универсальный пульт управления роботом 21, стационарное компьютеризованное рабочее место управления 22, универсальный стационарный блок питания 23, определитель координат GPS/ГЛОНАСС, гироскоп, акселерометр, высотомер, блок разметки опасных участков контроля (БРОУК); - 13; блок устранения опасных участков контроля (БУОУК) - 14.The claimed device, like the prototype, has the ability to move along any trajectory on the ground surface and in airspace, contains a multicopter, for example, a hexocopter mounted on a universal aerodynamic platform 1, drives with propellers 9, a universal robot control panel 21, a stationary computerized workstation control 22, universal stationary power supply 23, GPS / GLONASS coordinates, gyroscope, accelerometer, altimeter, marking unit for hazardous monitoring sites (BROUK); - thirteen; block elimination of hazardous areas of control (BUOUK) - 14.

Новым является то, что универсальная аэродинамическая платформа 1 снабжена подвижной осью 4 с соответствующим блоком управления этой осью 6, закрепленной на платформе 1, имеющей левый обод со спицами 2 и правый обод со спицами 3, а также поперечинами 5 с соответствующим блоком управления поперечинами 7. В состав устройства включены: анализатор характеристик объекта 11, комплексный блок управления 12, причем комплексный блок управления 12 подключен к блоку разметки опасных участков объекта контроля 13 и блоку устранения опасных участков 14. Анализатор характеристик объекта контроля 11 и блок устранения опасных участков объекта контроля 14 имеют возможность контактировать с объектом контроля (трубой трубопровода).What is new is that the universal aerodynamic platform 1 is equipped with a movable axis 4 with a corresponding control unit for this axis 6, mounted on a platform 1 having a left rim with spokes 2 and a right rim with spokes 3, as well as cross members 5 with a corresponding control unit for cross members 7. The structure of the device includes: an analyzer of the characteristics of the object 11, an integrated control unit 12, and the complex control unit 12 is connected to the block marking of hazardous areas of the control object 13 and the block for eliminating dangerous sections 14. The analyzer of characteristics of the control object 11 and the block for eliminating dangerous sections of the control 14 the ability to contact with the object of control (pipeline pipe).

Датчики внешней среды 17 и высотомер 25 через блок управления навесным оборудованием 16 подключены к комплексному блоку управления 12; гироскоп 19 и акселерометр 20 через блок стабилизации 18 подключены к комплексному блоку управления 12, подключенному, в свою очередь, к определителю координат GPS/ГЛОНАСС 15. Универсальный мобильный блок питания 24 подключен к контроллеру управления приводами движения и полета 8, приводу с пропеллерами 9, блоку управления осью 6, блоку управления поперечинами 7, анализатору характеристик объекта контроля 11, блоку устранения опасных участков объекта контроля 14, комплексному блоку управления 12, определителю координат GPS/ГЛОНАСС 15, высотомеру 25, датчикам внешней среды 17, гироскопу 19, акселерометру 20 и блоку стабилизации 18. Универсальный стационарный блок питания 23 подключен к компьютеризованному рабочему месту управления 22.The environmental sensors 17 and the altimeter 25 through the control unit attachments 16 are connected to the integrated control unit 12; the gyroscope 19 and the accelerometer 20 through the stabilization unit 18 are connected to the complex control unit 12, which is connected, in turn, to the GPS / GLONASS 15 coordinate locator 15. The universal mobile power supply 24 is connected to the controller for controlling the movement and flight drives 8, the drive with propellers 9, an axis control unit 6, a cross-section control unit 7, a control object characteristics analyzer 11, a hazard control unit elimination unit 14, an integrated control unit 12, GPS / GLONASS 15 coordinates, an altimeter 25, environmental sensors 17, a gyroscope 19, an accelerometer 20 and stabilization unit 18. Universal stationary power supply 23 is connected to a computerized workstation 22.

Упомянутое компьютеризованное рабочее место управления содержит компьютеризованное рабочее место пилота, компьютеризованное рабочее место инженера, блок шифрования, приемо-передатчик, Цифровой блок телеметрии и антенный блок с автотрекером. Комплексный блок управления содержит интерфейс, анализатор многомерной информации, блок памяти, приемо-передатчик, автопилот и микроконтроллер управления.Said computerized control workstation comprises a computerized workstation of a pilot, a computerized workplace of an engineer, an encryption unit, a transceiver, a digital telemetry unit and an antenna unit with an autotracker. The integrated control unit contains an interface, a multidimensional information analyzer, a memory unit, a transceiver, an autopilot and a microcontroller control.

При конкретной реализации устройства упомянутые пропеллеры мультикоптера 9 по командам контроллера управления 8 могут независимо поворачиваться вокруг горизонтальной оси, обеспечивая горизонтальную стабильность. Устойчивое расположение устройства на трубе обеспечено размещением центра тяжести всего устройства ниже подвижной оси платформы.In a particular implementation of the device, the said propellers of the multicopter 9 can be independently rotated around the horizontal axis by the commands of the control controller 8, providing horizontal stability. A stable arrangement of the device on the pipe is provided by placing the center of gravity of the entire device below the movable axis of the platform.

Кроме того, длина упомянутой оси с креплениями, а также выпуклость и вогнутость поперечин с креплением регулируются при помощи штанг, прикрепленных к оси 4, причем количество регулируемых штанг выбрано из расчета плотности огибания трубы поперечинами с креплением.In addition, the length of the aforementioned axis with fasteners, as well as the convexity and concavity of the cross-members with the fastener, are controlled by rods attached to the axis 4, and the number of adjustable rods is selected from the calculation of the envelope density of the pipe with fasteners.

Кроме того, упомянутый комплексный блок управления 12 содержит автопилот, приемо-передатчик, анализатор многомерной информации, блок памяти, интерфейс и микроконтроллер управления.In addition, the said integrated control unit 12 comprises an autopilot, a transceiver, a multidimensional information analyzer, a memory unit, an interface, and a control microcontroller.

Кроме того, упомянутый анализатор характеристик объекта контроля 11 оборудован датчиками утечек нефтегазовых, химических и радиоактивных веществ.In addition, the said analyzer of characteristics of the control object 11 is equipped with leakage sensors for oil and gas, chemical and radioactive substances.

Кроме того, упомянутые датчики параметров внешней среды 17 выполнены в виде цветной 3D видеокамеры, инфракрасной телекамеры, прибора ночного видения, локатора и анализатора звуковых сигналов.In addition, the aforementioned environmental parameter sensors 17 are made in the form of a color 3D video camera, an infrared television camera, a night vision device, a locator, and an audio signal analyzer.

Кроме того, упомянутый блок устранения опасных участков объекта контроля 14 выполнен в виде пульверизатора нейтрализующего средства.In addition, the aforementioned unit for eliminating dangerous sections of the control object 14 is made in the form of a nebulizer of a neutralizing agent.

Устройство иллюстрируется чертежами на фиг. 1-7.The device is illustrated in the drawings in FIG. 1-7.

На фиг. 1 представлена структурная схема универсального робота.In FIG. 1 is a structural diagram of a universal robot.

На фиг. 2 представлена конструкция универсальной аэродинамической платформы (решетки-колеса).In FIG. 2 shows the design of a universal aerodynamic platform (lattice-wheel).

На фиг. 3 показано сечение трубы и расположение на ней заявленного устройства (робота).In FIG. 3 shows the cross section of the pipe and the location on it of the claimed device (robot).

На фиг. 4 приведен пример преодоления препятствия универсальным роботом.In FIG. 4 shows an example of overcoming an obstacle with a universal robot.

На фиг. 5 представлена структурная схема универсальной аэродинамической платформы.In FIG. 5 is a structural diagram of a universal aerodynamic platform.

На фиг. 6 дана структурная схема компьютеризованного рабочего места управления.In FIG. 6 is a structural diagram of a computerized workstation management.

На фиг. 7 приведена структурная схема комплексного блока управления.In FIG. 7 is a structural diagram of an integrated control unit.

Устройство (фиг. 1) включает в себя следующие блоки:The device (Fig. 1) includes the following blocks:

1 - универсальная аэродинамическая платформа (УАП);1 - universal aerodynamic platform (UAP);

2 - левый обод (со спицами);2 - left rim (with knitting needles);

3 - правый обод (со спицами);3 - the right rim (with knitting needles);

4 - ось с креплением (ОК);4 - axis with fastening (OK);

5 - поперечины с креплением (ПК);5 - crossbars with fastening (PC);

6 - блок управления осью (БУО);6 - axis control unit (BWA);

7 - блок управления поперечинами (БУП);7 - control unit cross members (BUP);

8 - контроллер управления приводами движения и полета (КУПДП);8 - controller for controlling drives of movement and flight (KUPDP);

9 - приводы с пропеллерами (ПП);9 - drives with propellers (PP);

10 - объект контроля (труба);10 - control object (pipe);

11 - анализатор характеристик объекта (АХО);11 - the analyzer of the characteristics of the object (AHO);

12 - комплексный блок управления (КБУ);12 - integrated control unit (KBU);

13 - блок разметки опасных участков контроля (БРОУК);13 - block marking of hazardous areas of control (BROUK);

14 - блок устранения опасных участков контроля (БУОУК);14 - block elimination of hazardous areas of control (BUOUK);

15 - определитель координат GPS/ГЛОНАСС;15 - GPS / GLONASS coordinates determinant;

16 - блок управления навесным оборудованием (БУНО);16 - attachment control unit (BUNO);

17 - датчики параметров внешней среды (ДВС);17 - environmental parameters sensors (ICE);

18 - блок стабилизации (БС);18 - stabilization unit (BS);

19 - гироскоп;19 - gyroscope;

2 0 - акселерометр;2 0 - accelerometer;

21 - универсальный пульт управления роботом (УПУР);21 - universal robot control panel (UPUR);

22 - стационарное компьютеризованное рабочее место управления (КРМУ);22 - stationary computerized workstation management (KRMU);

23 - универсальный стационарный блок питания (УСБП);23 - universal stationary power supply unit (USBP);

24 - универсальный мобильный блок питания (УМБП);24 - universal mobile power supply (UMBP);

25 - высотомер;25 - altimeter;

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Робот функционирует в двух режимах: 1) режим подготовки эталонных изображений и формирования программы работы; 2) режим диагностики и выполнения заданных операций.The robot operates in two modes: 1) the mode of preparation of reference images and the formation of a work program; 2) the diagnostic mode and the execution of specified operations.

В первом режиме с компьютеризованного рабочего места управления 22 (КРМУ) через универсальный пульт управления роботом 21 (УПУР) включают все блоки устройства, вводят эталонные изображения (ЭИ) трубы 10 и программу работы устройства. ЭИ формируются, во-первых, в виде электронной карты трубы методом тестированного проезда устройства по трубопроводу, который планируется контролировать (диагностировать), во-вторых, методом компьютерного моделирования трубы.In the first mode, from a computerized workstation 22 (CRMU) through a universal remote control robot 21 (UPUR) include all the blocks of the device, enter the reference image (EI) of the pipe 10 and the program of the device. EIs are formed, firstly, in the form of an electronic map of the pipe by the method of tested passage of the device through the pipeline, which is planned to be controlled (diagnosed), and secondly, by computer simulation of the pipe.

В процессе подготовки эталонных изображений (ЭИ) через комплексный блок управления 12 (КБУ) включают контроллер управления приводами движения и полета 8 (КУПДП), а также приводы с пропеллерами 9 (ПП) платформы 1, блок управления осью 6 (БУО) и блок управления поперечинами 7 (БУП). При этом блок стабилизации 18 (БС), гироскоп 19, высотомер 25 и акселерометр 20, подключенные к КБУ 12, обеспечивают горизонтальную стабилизацию платформы 1 и ее высоту над объектом контроля. Движение УАП 1 по трубе 10 обеспечивается с помощью ПП 9, КУПДП 8 и КБУ 12. Ширина платформы и глубина ее посадки на трубе изменяется блоком управления осью 6 (БУО) и блоком управления поперечинами 7 (БУП), получающими информацию от КБУ 12. Анализатор характеристик объекта 11 (АХО) передает в память КБУ 12 следующую информацию: диаметр трубы, кривизна трубы, пространственная ориентация (горизонтальное / вертикальное / наклонное расположение), наличие или отсутствие утечек газа/нефтепродуктов/других веществ. Кроме этого, датчики внешней среды 17 (ДВС) фиксируют наличие препятствий на трубе и их координаты. На этом заканчивается формирование эталонного изображения и программы.In the process of preparing reference images (EI) through an integrated control unit 12 (KBU), they include a motion and flight control controller 8 (KUPDP), as well as drives with propellers 9 (PP) of platform 1, an axis control unit 6 (CU), and a control unit cross members 7 (BUP). In this case, the stabilization unit 18 (BS), the gyroscope 19, the altimeter 25 and the accelerometer 20 connected to the KBU 12, provide horizontal stabilization of the platform 1 and its height above the control object. The UAP 1 movement through the pipe 10 is provided using PP 9, KUPDP 8 and KBU 12. The width of the platform and the depth of its landing on the pipe are changed by the axis control unit 6 (FFW) and the cross member control unit 7 (FFM), receiving information from KBU 12. Analyzer characteristics of the object 11 (AHO) transmits the following information to the KBU 12 memory: pipe diameter, pipe curvature, spatial orientation (horizontal / vertical / inclined location), presence or absence of gas / oil products / other substances leaks. In addition, environmental sensors 17 (ICE) record the presence of obstacles on the pipe and their coordinates. This completes the formation of the reference image and program.

В режиме диагностики объекта вышеперечисленные блоки функционируют по программе аналогично этапу подготовки ЭИ, за исключением вновь введенных следующих операций. Включается в работу анализатор характеристик объекта 11, определяющий место и тип утечек. Блок разметки опасных участков 13 (БРОУК), выполненный в виде пульверизатора, использует датчики внешней среды 17 и определитель координат 9 и отмечает цветной жидкостью места утечек веществ. После этого по сигналам КБУ 12 блок устранения опасных участков 14 (БУОУК) устраняет утечки путем цементирования повреждений с помощью пульверизатора.In the diagnostic mode of the object, the above blocks operate according to the program similarly to the stage of preparation of EI, with the exception of the newly introduced following operations. An analyzer of characteristics of the object 11 is included in the work, which determines the place and type of leaks. The block marking of hazardous areas 13 (BROUK), made in the form of a spray gun, uses environmental sensors 17 and the coordinates 9, and marks the place of substance leakage with colored liquid. After that, according to the signals of KBU 12, the unit for eliminating hazardous areas 14 (BUOUK) eliminates leaks by cementing damage using a spray gun.

Информация о расположении и техническом состоянии трубы запоминается блоком памяти и отображается на экранах стационарного компьютеризованного рабочего места управления КРМУ 22 в виде текущей информации (ТИ). В случае необходимости с помощью КРМУ 22 оператор переводит функционирование устройства в автоматизированный (ручной) режим работы.Information about the location and technical condition of the pipe is stored by the memory unit and displayed on the screens of the stationary computerized control workstation of KRMU 22 in the form of current information (TI). If necessary, with the help of KRMU 22, the operator transfers the device to an automated (manual) mode of operation.

Все блоки заявленного устройства, кроме УСБП 23, УПУР 21, КРМУ 22 размещаются на мобильной части УАП 1. Электропитание мобильной части устройства осуществляется с помощью универсального мобильного блока питания 24 (УМБП), который состоит из аккумулятора, блока подзарядки на основе комплексного блока солнечной батареи и ветряного мини-энергоблока.All units of the claimed device, except for USB 23, UPUR 21, KRMU 22 are located on the mobile part of UAP 1. The power of the mobile part of the device is carried out using a universal mobile power supply 24 (UMBP), which consists of a battery, a recharging unit based on a complex solar battery unit and a wind power unit.

УСБП 23, УПУР 21, КРМУ 22 питаются от универсального стационарного блока питания 23 (УСПБ), который выполнен в виде электрического выпрямителя переменного тока, стабилизатора, блока подзарядки, аккумулятора, комплексного блока солнечной батареи и ветряного мини-энергоблока.USPP 23, UPUR 21, KRMU 22 are powered by a universal stationary power supply unit 23 (USPB), which is made in the form of an electric AC rectifier, stabilizer, recharge unit, battery, integrated solar battery unit and a mini-wind power unit.

На фиг. 2 представлена перемещаемая часть универсального робота, вид сверху (вид А) и вид сбоку (вид В). Решетка-колесо состоит из следующих элементов:In FIG. Figure 2 shows the movable part of the universal robot, a top view (view A) and a side view (view B). The grill-wheel consists of the following elements:

2 - левый обод (со спицами);2 - left rim (with knitting needles);

3 - правый обод (со спицами);3 - the right rim (with knitting needles);

4 - ось;4 - axis;

5 - поперечина (с креплением);5 - a cross-beam (with fastening);

26 - подшипник с фиксатором;26 - bearing with a lock;

27 - фиксирующая гайка;27 - a fixing nut;

28 - фиксирующий колпак;28 - a fixing cap;

29 - регулирующая штанга.29 - an adjusting bar.

На фиг. 2 использованы следующие обозначения: Do - диаметр обода; Dмакс - максимальный диаметр решетки (при выпуклом состоянии поперечины); Dмин - минимальный диаметр решетки (при вогнутом состоянии поперечины); lm - ширина решетки (расстояние между левым и правым ободами).In FIG. 2 the following notation is used: Do - rim diameter; Dmax is the maximum diameter of the grating (with a convex state of the cross member); Dmin - the minimum diameter of the grate (with a concave state of the cross member); lm - lattice width (distance between left and right rims).

Платформа с колесами собирается соединением левого обода 2 и правого обода 3 с помощью оси 4. Левый и правый обода размещаются в двух подшипниках 2 4 и фиксируются с двух сторон двумя одинаковыми фиксирующими колпаками 28. Решетка-колесо изготовлено из легкого прочного материала (дюраль, титан, металлопластик), а поперечина изготовлена из материала с памятью формы. К оси 4 крепится мультикоптер. При перемещении решетки по трубе устанавливается вогнутое (вовнутрь решетки) состояние поперечины 5. При перемещении по поверхности, имеющей углубление, например, при диагностике желоба, устанавливается выгнутое наружу состояние поперечины 5.The platform with wheels is assembled by connecting the left rim 2 and the right rim 3 using the axis 4. The left and right rims are placed in two bearings 2 4 and are fixed on both sides by two identical locking caps 28. The grill-wheel is made of lightweight durable material (duralumin, titanium , metal-plastic), and the cross-member is made of material with shape memory. The quadcopter is attached to axis 4. When moving the grating through the pipe, the concave (inside the grating) state of the cross member 5 is established. When moving along a surface having a recess, for example, when diagnosing the gutter, the outward state of the cross member 5 is established.

На фиг. 3 показано сечение трубы 10, на которой располагаются универсальная аэродинамическая платформа, собранная в виде решетки с колесами. В процессе диагностики трубы 'решетка с оборудованием перемещается по трубе.In FIG. 3 shows a cross section of a pipe 10 on which a universal aerodynamic platform, assembled in the form of a lattice with wheels, is located. In the process of pipe diagnostics, the equipment grid moves along the pipe.

Для устойчивого перемещения робота по трубе необходимо выполнить условие расположения Цт ниже оси 4 (До/2 - половина диаметра обода), где Цт - центр тяжести робота, исходя из чего выбирается диаметр ободов.For stable movement of the robot through the pipe, it is necessary to fulfill the condition for the location of the CT below the axis 4 (Up / 2 is half the diameter of the rim), where CT is the center of gravity of the robot, based on which the diameter of the rims is selected.

На фиг. 3 введены следующие обозначения: hг - глубина посадки решетки на трубе; lд - длина дуги (длина поперечины 5, прилегающей к трубе).In FIG. 3 the following notation is introduced: hg - depth of landing of the grate on the pipe; ld - the length of the arc (the length of the cross member 5 adjacent to the pipe).

На фиг. 4 робот 30 в процессе диагностики трубы 10 определяет положение препятствия 31 и преодолевает его.In FIG. 4, the robot 30 in the process of diagnosing the pipe 10 determines the position of the obstacle 31 and overcomes it.

На фиг. 5 представлена структурная схема универсальной аэродинамической платформы; которая включает в себя следующие элементы:In FIG. 5 is a structural diagram of a universal aerodynamic platform; which includes the following elements:

4 - ось с креплением;4 - axis with fastening;

5 - поперечины с креплением;5 - crossbars with fastening;

6 - блок управления осью;6 - axis control unit;

7 - блок управления поперечинами;7 - control unit cross members;

25а - подшипник с фиксатором (левый);25a - bearing with a lock (left);

26 - подшипник с фиксатором (правый);26 - the bearing with a clamp (right);

29 - регулируемые штанги;29 - adjustable rods;

32 - первый пульт управления;32 - the first control panel;

33 - электропривод;33 - electric drive;

34 - винт;34 - screw;

35 - гайка;35 - nut;

36 - второй пульт управления.36 is the second control panel.

Ось с креплением 4 устанавливается в подшипники с фиксаторами, которые крепят соответствующие левый и правый обода со спицами 2, 3. Регулируемые штанги 29 соединяют ось с креплением 4 и поперечины с креплением 5. Согласно схеме, по сигналам от комплексного блока управления 12 через пульт управления 32 включается электропривод 33, который осуществляет вращение соединения гайка 35-винт 34. Этим обеспечивается изменение длины оси 4 (завинчивание соединения уменьшает длину оси; вывинчивание соединения - увеличивает).An axis with a fastener 4 is installed in bearings with locks that fasten the corresponding left and right rims with spokes 2, 3. Adjustable rods 29 connect the axis with a fastener 4 and cross-members with a fastener 5. According to the diagram, according to the signals from the complex control unit 12 through the control panel 32, the electric drive 33 is turned on, which rotates the connection nut 35-screw 34. This ensures a change in the length of the axis 4 (tightening the connection reduces the length of the axis; unscrewing the connection increases).

Как отмечено выше, анализатор характеристик объекта 11 (АХО) передает КБУ 12 следующую информацию: диаметр трубы, кривизна; трубы, пространственная ориентация (горизонтальное/вертикальное/наклонное расположение), наличие или отсутствие; утечек газа/нефтепродуктов/других веществ, а датчики внешней среды 17 (ДВС) фиксируют наличие препятствий на трубе.As noted above, the analyzer of the characteristics of the object 11 (AHO) transmits to KBU 12 the following information: pipe diameter, curvature; pipes, spatial orientation (horizontal / vertical / inclined), presence or absence; leaks of gas / oil products / other substances, and environmental sensors 17 (ICE) detect the presence of obstructions on the pipe.

По сигналам от комплексного блока управления 12 через второй пульт управления 3 6 изменяется длина регулируемой штанги 29 и меняется собственно изгиб поперечин с креплением 5, к которым эти регулируемые штанги прикреплены. Регулируемые штанги могут уменьшаться или увеличиваться по длине, так что поперечины 5 будут соответственно изменять изгиб. Количество N регулируемых штанг 29 определяется из расчета плотности огибания поперечин с креплением 5 объекта контроля (трубы трубопровода) 10. Например, число N может выбираться из условия:According to the signals from the complex control unit 12, through the second control panel 3 6, the length of the adjustable rod 29 changes and the bend of the cross members with the fastener 5 to which these adjustable rods are attached is changed. Adjustable rods can decrease or increase in length, so that the cross-members 5 will accordingly change the bend. The number N of adjustable rods 29 is determined from the calculation of the envelope density of the cross-beams with fastening 5 of the test object (pipeline pipe) 10. For example, the number N can be selected from the condition:

3<N<Nmax,3 <N <N max ,

где Nmax - максимальное количество регулируемых штанг. Nmax выбирается из расчетаwhere N max - the maximum number of adjustable rods. N max is selected from the calculation

Figure 00000001
Figure 00000001

где ед - длина дуги окружности трубы или углубления (желоба);where e d - the length of the arc of the circumference of the pipe or recess (trough);

Δ - минимальное расстояние (шаг) размещения штанг на поперечинах (Δ=10…100 мм). Минимальное количество регулируемых штанг должно быть больше трех, что обеспечит надежное перемещение платформы 1 по трубе, желобу или углублению.Δ - the minimum distance (step) placement of the rods on the crossbars (Δ = 10 ... 100 mm). The minimum number of adjustable rods should be more than three, which will ensure reliable movement of the platform 1 through the pipe, trough or recess.

На фиг. 6 приведена структурная схема компьютеризованного рабочего места управления КРМУ 22, которое состоит из следующих блоков:In FIG. 6 is a structural diagram of a computerized workstation control KRMU 22, which consists of the following blocks:

37 - приемо-передатчик (ПП);37 - transceiver (PP);

38 - компьютеризованное рабочее место пилота (КРМП);38 - computerized workplace of the pilot (CRMP);

39 - компьютеризованное рабочее место инженера (КРМИ);39 - computerized workplace of an engineer (CRMI);

40 - блок шифрования (БШ);40 - encryption block (BS);

41 - цифровой блок телеметрии (ЦБТ);41 - digital telemetry unit (CBT);

42 - антенный блок с автокорректором (АБА).42 - antenna unit with auto-corrector (ABA).

КРМП 38 управляет движением предлагаемого устройства (робота), а КРМИ 39 обеспечивает управление процессом диагностики трубы. При этом на экране КРМП 38 отображаются навигационные параметры движения робота (координаты, высота, скорость, направление движения и др.) и состояние исследуемого объекта контроля и окружающей территории, а на экране КРМИ 39 воспроизводятся опасные или аварийные участки трубы. Информация от КРМП 38 и КРПИ 39 шифруется блоком БШ 40 и передается через ПП 37 на КБУ 12, что обеспечивает защиту передаваемой информации.KRMP 38 controls the movement of the proposed device (robot), and KRMI 39 provides control of the pipe diagnostics process. At the same time, the navigation parameters of the robot’s movement (coordinates, altitude, speed, direction of movement, etc.) and the state of the test object and the surrounding area are displayed on the KRMP 38 screen, and dangerous or emergency sections of the pipe are displayed on the KRMI 39 screen. Information from KRMP 38 and KRPI 39 is encrypted by BSh 40 and transmitted through software 37 to KBU 12, which protects the transmitted information.

На фиг. 7 дана структурная схема комплексного блока управления 12, который содержит следующие блоки:In FIG. 7 is a structural diagram of an integrated control unit 12, which contains the following blocks:

43 - интерфейс;43 - interface;

44 - анализатор многомерной информации (АМИ);44 - analyzer multidimensional information (AMI);

45 - блок памяти (БП);45 - memory unit (PSU);

46 - приемо-передатчик (ПП);46 - transceiver (PP);

47 - микроконтроллер управления (МУ);47 - microcontroller control (MU);

48 - автопилот;48 - autopilot;

Интерфейс 43 воспринимает информацию, поступающую от блока управления навесным оборудованием (БУНО) 16, анализатора характеристик объекта (АХО) 11 и определителя координат GPS/ГЛОНАСС 15. Анализатор многомерной информации (АМИ) 44 распознает визуальную, оптическую, цветную, инфракрасную и звуковую текущую информацию, сравнивая ТИ и ЭИ от БП 45, используя корреляционно-экстремальные, структурно-перестраиваемые и нейро-нечеткие; методы [3-8], и выдает на микроконтроллер управления (МУ) 47 требуемую текущую информацию. Затем МУ 47, используя информацию ПП 37, АМИ 44 и БП 45 вырабатывает управляющие сигналы автопилоту 48, управляющему движением робота в автоматическом режиме.The interface 43 receives information coming from the attachment control unit (BUNO) 16, the object characteristics analyzer (AHO) 11 and the GPS / GLONASS 15 coordinate determinant. The multidimensional information analyzer (AMI) 44 recognizes visual, optical, color, infrared and sound current information comparing TI and EI from BP 45, using correlation-extreme, structurally tunable and neuro-fuzzy; methods [3-8], and provides the required current information to the control microcontroller (MU) 47. Then MU 47, using the information PP 37, AMI 44 and BP 45 generates control signals to the autopilot 48, which controls the movement of the robot in automatic mode.

Предлагаемое устройство имеет значительно лучшие технические характеристики по сравнению с прототипом. Эти преимущества заключаются в следующем:The proposed device has significantly better technical characteristics compared to the prototype. These benefits are as follows:

1. Повышается точность определения координат местоположения устройства за счет введения определителя координат GPS/ГЛОНАСС, гироскопа, акселерометра, блока стабилизации, высотомера, датчика внешней среды, блока управления навесным оборудованием. Высокая точность местоположения устройства достигается использованием дополнительной информации при сравнении текущего и эталонного изображений.1. The accuracy of determining the coordinates of the device’s location is increased by introducing the GPS / GLONASS coordinate determinant, gyroscope, accelerometer, stabilization unit, altimeter, environmental sensor, attachment control unit. High accuracy of the location of the device is achieved by using additional information when comparing the current and reference images.

2. Обеспечиваются автоматический и автоматизированный режимы управления устройством. Автоматизированный режим осуществляется оператором с помощью универсального пульта управления и компьютеризованного рабочего места управления. Автоматический режим выполняется по автоматической программе, записанной в память комплексного блока управления, при адаптации этой программы с учетом информации от датчиков внешней среды, высотометра, определителя координат, гироскопа и акселерометра.2. Provides automatic and automated device control modes. The automated mode is carried out by the operator using a universal control panel and a computerized control workstation. The automatic mode is performed according to the automatic program recorded in the memory of the complex control unit, when adapting this program taking into account information from environmental sensors, altimeter, coordinate determiner, gyroscope and accelerometer.

3. Расширяются функциональные возможности устройства, заключающиеся, во-первых, в возможности перемещения по трубам различного диаметра за счет изменения (адаптации) ширины и кривизны универсальной аэродинамической платформы к объекту контроля, а также за, счет возможности движения УАП по наклонной или вертикальной трубе, во-вторых, в возможности движения в любое время суток, в способности распознавания и обхода препятствий путем использования информации с датчиков внешней среды (цветной 3D видеокамеры, тепловизора, прибора ночного видения), в-третьих, в подготовке электронной карты объекта контроля (трубы) 10 на территории и техническое состояние трубопровода с помощью анализатора характеристик объекта контроля, в-четвертых, в определении места и типа утечек веществ из трубы и устранением утечек путем цементирования при помощи химического пульверизатора.3. The functionality of the device is expanding, consisting, firstly, in the possibility of moving through pipes of various diameters due to changes (adaptation) of the width and curvature of the universal aerodynamic platform to the object of control, as well as due to the possibility of movement of the UAP along an inclined or vertical pipe, secondly, in the possibility of movement at any time of the day, in the ability to recognize and avoid obstacles by using information from environmental sensors (3D color video camera, thermal imager, night vision device), thirdly, in the preparation of an electronic map of the control object (pipe) 10 on the territory and technical condition of the pipeline using the analyzer of the characteristics of the control object, fourthly, in determining the place and type of leaks of substances from the pipe and eliminating leaks by cementing using a chemical spray gun.

4. Увеличение, маневренности и управляемости (приспосабливаемости) предлагаемого устройства к изменяющейся ветровой обстановке (скорости и направления ветра) путем управления блоком приводов и изменения направления тяги и скорости вращения пропеллеров.4. The increase in maneuverability and controllability (adaptability) of the proposed device to the changing wind situation (wind speed and direction) by controlling the drive unit and changing the thrust direction and the speed of rotation of the propellers.

5. Увеличение длительности автономного режима работы устройства за счет использования универсального мобильного блока питания и универсального стационарного блока питания, которые включают аккумуляторы и подзарядные блоки на основе солнечных батарей.5. The increase in the duration of the autonomous mode of operation of the device through the use of a universal mobile power supply and universal stationary power supply, which include batteries and rechargeable units based on solar panels.

6. Улучшение удобства обслуживания устройства оператором и инженером за счет дополнительно введенного компьютеризованного рабочего места управления, сочетанием автоматического и автоматизированного режимов управления роботом.6. Improving the convenience of servicing the device by the operator and engineer due to the additionally introduced computerized control workstation, a combination of automatic and automated robot control modes.

7. Обеспечение безопасности функционирования устройства путем использования большего объема информации о внешней среде (блоки 11, 12, 15-20, 25), распознавания объектов внешней среды и выработки оптимальных управляющих сигналов (КБУ 12).7. Ensuring the safe functioning of the device by using a larger amount of information about the external environment (blocks 11, 12, 15-20, 25), recognition of environmental objects and the generation of optimal control signals (KBU 12).

Источники:Sources:

1. Kalantari A., Spenko М. Design and Experimental Validation of HyTAQ, a Hybrid Terrestrial and Aerial Quadrotor // IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), 2013.1. Kalantari A., Spenko M. Design and Experimental Validation of HyTAQ, a Hybrid Terrestrial and Aerial Quadrotor // IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), 2013.

2. Торгашев Л.А., Гуцул В.И., Романенко С.В. Разработка и создание робототехнической платформы повышенной проходимости, как элемент обеспечения ликвидации чрезвычайных ситуаций // Вестник науки Сибири. 2013. №4(10). Стр. 104-108.2. Torgashev L.A., Gutsul V.I., Romanenko S.V. Development and creation of a robotic platform for cross-country ability, as an element of emergency response // Bulletin of Siberian Science. 2013. No4 (10). Page 104-108.

3. Сырямкин В.И. Информационные устройства и системы в робототехнике и мехатронике: учебное пособие. (Серия: Интеллектуальные технические системы). - Томск: Изд-во Том. ун-та, 2016. - 524 с. (см. стр. 139-236, 424-432, 468-487).3. Syryamkin V.I. Information devices and systems in robotics and mechatronics: a training manual. (Series: Intelligent Technical Systems). - Tomsk: Publishing house Tom. University, 2016 .-- 524 p. (see pages 139-236, 424-432, 468-487).

4. Абрамова Т.В., Ваганова Е.В., Горбачев С.В., Сырямкин В.И., Сырямкин М.В. Нейро-нечеткие методы в интеллектуальных системах обработки и анализа многомерной информации. - Томск: Изд-во Том. ун-та. 2014. - 442 с. (см. стр. 9-71, 338-434).4. Abramova T.V., Vaganova E.V., Gorbachev S.V., Syryamkin V.I., Syryamkin M.V. Neuro-fuzzy methods in intelligent systems for processing and analysis of multidimensional information. - Tomsk: Publishing house Tom. un-that. 2014 .-- 442 p. (see pages 9-71, 338-434).

5. Горбачев С.В., Емельянов С.Г., Жданов Д.С, Мирошниченко С.Ю., Сырямкин В.И., Титов Д.В. Цифровая обработка аэрокосмических изображений. - Томск: Изд-во Том. ун-та, 2016. - 304 с. (см. стр. 24-64, 96-211, 250-276).5. Gorbachev S.V., Emelyanov S.G., Zhdanov D.S., Miroshnichenko S.Yu., Syryamkin V.I., Titov D.V. Digital processing of aerospace images. - Tomsk: Publishing house Tom. University, 2016 .-- 304 s. (see pages 24-64, 96-211, 250-276).

6. Сырямкин В.И., Соломонов Ю.С, Соломонов. Л.С. и др. Способ управления движущимся объектом и устройство для его осуществления. Патент на изобретение РФ, №247 6825 от 10.03.2011. Публ. 27.02.2013. Бюл. №6.6. Syryamkin V.I., Solomonov Yu.S., Solomonov. L.S. and others. A method of controlling a moving object and a device for its implementation. Patent for the invention of the Russian Federation, No. 247 6825 of 03/10/2011. Publ. 02/27/2013. Bull. No. 6.

7. Сырямкин В.И., Шидловский B.C. Корреляционно-экстремальные радионавигационные системы. Томск: Изд-во Том. ун-та, 2010. - 316 с. (см. стр. 73-183).7. Syryamkin V.I., Shidlovsky B.C. Correlation-extreme radio navigation systems. Tomsk: Publishing House Tom. University, 2010 .-- 316 p. (see pages 73-183).

8. Шумилов В.Н. Принципы функционирования мозга. - Томск: Изд-во Том. ун-та, 2015. - 188 с.8. Shumilov V.N. The principles of the functioning of the brain. - Tomsk: Publishing house Tom. University, 2015 .-- 188 p.

9. Ориентация и навигация подвижных объектов: современные информационные технологии / Под ред. Б.С.Алешина и др. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. - 424 с.9. Orientation and navigation of moving objects: modern information technology / Ed. B.S. Aleshina et al. - M .: FIZMATLIT, 2006 .-- 424 p.

10. Бубенчиков М.А. и др. Современные методы исследования материалов и нанотехнологий / Под ред. д.т.н., профессора В. И. Сырямкина. - Томск: Изд-во Том. ун-та. 2010. - 366 с.10. Bubenchikov M.A. and other Modern methods of research of materials and nanotechnology / Ed. Doctor of Technical Sciences, Professor V.I.Syryamkin. - Tomsk: Publishing house Tom. un-that. 2010 .-- 366 p.

11. Богомолов Е.Н. и др. Метрология и сертификация диагностического оборудования и материалов. - Томск: Издательский Дом Томского государственного университета, 2015. - 164.11. Bogomolov E.N. et al. Metrology and certification of diagnostic equipment and materials. - Tomsk: Publishing House of Tomsk State University, 2015. - 164.

12. Измерители и анализаторы. [Электронный ресурс] / URL: http://www.rhbz.rti/appendices/measuring-instmments-analyzers.html12. Meters and analyzers. [Electronic resource] / URL: http: //www.rhbz.rti/appendices/measuring-instmments-analyzers.html

13. Патент №2661295 РФ «Устройство для определения и разметки участков территории с химическим и радиоактивным заражением / Гуцул В.И., Сырямкин В.И. и др. Публ. 13.07.2018, Бюл №20».13. Patent No. 2661295 of the Russian Federation “Device for determining and marking up areas of a territory with chemical and radioactive contamination / Gutsul V.I., Syryamkin V.I. et al. Publ. 07/13/2018, Bull No. 20 ".

Claims (6)

1. Робот для диагностики и ремонта трубопроводного транспорта, содержащий мультикоптер с приводами и пропеллерами (9), имеющими возможность поворачиваться вокруг горизонтальной оси, закрепленный на универсальной аэродинамической платформе (1), контроллер управления приводами движения и полета (8), стационарное рабочее место управления (22) с универсальным пультом управления (21), универсальный стационарный блок питания (23), универсальный мобильный блок питания (24), определитель координат GPS/ГЛОНАСС (15), гироскоп (19), акселерометр (20), высотомер (25), блок разметки опасных участков объекта контроля (13), блок устранения опасных участков объекта контроля (14), блок управления навесным оборудованием (16), а также блок стабилизации (18), отличающийся тем, что упомянутая аэродинамическая платформа (1) оборудована осью с креплением (4), на которой на подшипниках установлены левый обод (2) со спицами и правый обод (3) со спицами, а также гибкими поперечинами (5) с регулируемыми штангами, а на упомянутой аэродинамической платформе (1) размещены анализатор характеристик объекта контроля (11) и датчики параметров внешней среды (17), при этом устройство снабжено блоком управления осью (6), блоком управления поперечинами (7), комплексным блоком управления (12), причем упомянутые анализатор характеристик объекта контроля (11) и блок устранения опасных участков объекта контроля (14) имеют возможность контакта с объектом контроля (трубой) (10), блок управления осью (6) подключен к приводам оси с креплением (4); анализатор характеристик объекта контроля (11) через комплексный блок управления (12) подключен к блоку управления (7) поперечинами с креплением (5); упомянутые датчики внешней среды (17) и высотомер (25) через блок управления навесным оборудованием (16) подключены к комплексному блоку управления (12); упомянутые гироскоп (19) и акселерометр (20) через блок стабилизации (18) подключены к комплексному блоку управления (12), который, в свою очередь, подключен к определителю координат GPS/ГЛОНАСС (15), блоку разметки опасных участков контроля (13) и блоку устранения опасных участков контроля (14); при этом блок управления осью (6), блок управления поперечинами (7), контроллер управления приводами движения и полета (8), мультикоптер с приводами и пропеллерами (9), анализатор характеристик объекта контроля (11), комплексный блок управления (12), блок устранения опасных участков объекта контроля (14), определитель координат GPS/ГЛОНАСС (15), датчики параметров внешней среды (17), блок стабилизации (18), гироскоп (19), акселерометр (20) и высотомер (25) подключены к универсальному мобильному блоку питания (24), а стационарное рабочее место управления (22) и универсальный пульт управления роботом (21) подключены к универсальному стационарному блоку питания (23).1. A robot for diagnostics and repair of pipeline transport, containing a multicopter with drives and propellers (9) that can rotate around a horizontal axis, mounted on a universal aerodynamic platform (1), a motion and flight drive control controller (8), a stationary control workstation (22) with universal control panel (21), universal stationary power supply unit (23), universal mobile power supply unit (24), GPS / GLONASS coordinate locator (15), gyroscope (19), accelerometer (20), altimeter (25) , a block for marking hazardous areas of the control object (13), a block for eliminating dangerous sections of the control object (14), an attachment control unit (16), and a stabilization unit (18), characterized in that the aerodynamic platform (1) is equipped with an axis with fastening (4), on which the left rim (2) with spokes and the right rim (3) with spokes, as well as flexible cross members (5) with adjustable rods, are mounted on bearings and on the aforementioned aerodynamic platform (1) there are placed an analyzer of the characteristics of the control object (11) and environmental parameters sensors (17), while the device is equipped with an axis control unit (6), a cross member control unit (7), an integrated control unit (12) moreover, the aforementioned analyzer of characteristics of the control object (11) and the unit for eliminating dangerous sections of the control object (14) have the ability to contact the control object (pipe) (10), the axis control unit (6) is connected to the axis drives with a mount (4); the analyzer of the characteristics of the control object (11) is connected to the control unit (7) by cross-members with a fastener (5) through the integrated control unit (12); said environmental sensors (17) and altimeter (25) are connected to the integrated control unit (12) through the attachment control unit (16); the aforementioned gyroscope (19) and accelerometer (20) are connected via a stabilization unit (18) to a complex control unit (12), which, in turn, is connected to a GPS / GLONASS coordinate locator (15), a marking unit for hazardous monitoring areas (13) and the block eliminating hazardous areas of control (14); while the axis control unit (6), the cross-section control unit (7), the motion and flight drive control controller (8), the multicopter with drives and propellers (9), the control object characteristics analyzer (11), the complex control unit (12), unit for eliminating hazardous areas of the control object (14), GPS / GLONASS coordinate determinant (15), environmental parameters sensors (17), stabilization unit (18), gyroscope (19), accelerometer (20) and altimeter (25) are connected to the universal the mobile power supply unit (24), and the stationary control workstation (22) and the universal robot control panel (21) are connected to the universal stationary power supply unit (23). 2. Робот по п. 1, отличающийся тем, что длина упомянутой оси с креплениями, а также выпуклость и вогнутость поперечин с креплением регулируются при помощи штанг, прикрепленных к оси (4), причем количество регулируемых штанг выбрано из расчета плотности огибания трубы поперечинами с креплением.2. The robot according to claim 1, characterized in that the length of the aforementioned axis with fasteners, as well as the convexity and concavity of the cross-beams with the fastener, are controlled by rods attached to the axis (4), and the number of adjustable rods is selected from the calculation of the envelope density of the pipe with cross-bars with mount. 3. Робот по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый комплексный блок управления (12) содержит автопилот, приемопередатчик, анализатор многомерной информации, блок памяти, интерфейс и микроконтроллер управления.3. The robot according to claim 1, characterized in that the said integrated control unit (12) comprises an autopilot, a transceiver, a multidimensional information analyzer, a memory unit, an interface, and a control microcontroller. 4. Робот по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый анализатор характеристик объекта контроля (11) оборудован датчиками утечек нефтегазовых, химических и радиоактивных веществ.4. The robot according to claim 1, characterized in that the analyzer of characteristics of the control object (11) is equipped with leakage sensors for oil and gas, chemical and radioactive substances. 5. Робот по п. 1, отличающийся тем, что упомянутые датчики параметров внешней среды (17) выполнены в виде цветной 3D видеокамеры, инфракрасной телекамеры, прибора ночного видения, локатора и анализатора звуковых сигналов.5. The robot according to claim 1, characterized in that the said environmental sensors (17) are made in the form of a color 3D video camera, infrared camera, night vision device, locator and sound signal analyzer. 6. Робот по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый блок устранения опасных участков объекта контроля (14) выполнен в виде пульверизатора нейтрализующего средства.6. The robot according to claim 1, characterized in that the said unit for eliminating dangerous sections of the control object (14) is made in the form of a nebulizer of a neutralizing agent.
RU2019134844A 2019-05-24 2019-05-24 Robot for diagnostics and repair of pipeline transport RU2721473C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019134844A RU2721473C1 (en) 2019-05-24 2019-05-24 Robot for diagnostics and repair of pipeline transport

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019134844A RU2721473C1 (en) 2019-05-24 2019-05-24 Robot for diagnostics and repair of pipeline transport

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2721473C1 true RU2721473C1 (en) 2020-05-19

Family

ID=70735366

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019134844A RU2721473C1 (en) 2019-05-24 2019-05-24 Robot for diagnostics and repair of pipeline transport

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2721473C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2821403C1 (en) * 2024-01-11 2024-06-24 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Self-propelled robot for diagnostics of metal structures

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000012835A (en) * 1998-08-01 2000-03-06 김성년 Position switching device of robot monitoring camera for examining/repairing drain pipe
UA49360C2 (en) * 2001-11-19 2005-01-17 State Regional Municipal Entpr System for pipeline repair
DE202005018790U1 (en) * 2005-12-01 2006-04-27 Jt-Elektronik Gmbh Repair robot for pipelines with heated repair packing has radially expandable bellows pressing hardenable glass fibre packing into inner face of pipe
RU172466U1 (en) * 2016-10-26 2017-07-11 Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт "Курс" (АО "ЦНИИ "Курс") REPAIRING MACHINE SUPPORTING OPERATIONAL REPAIR OF PIPELINE FOR DELIVERY OF HYDROCARBON RAW MATERIALS
RU2635751C2 (en) * 2011-07-29 2017-11-15 Петролиум Нэшнл Берхад (ПЕТРОНАС) System and method for inspecting underwater pipelines

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000012835A (en) * 1998-08-01 2000-03-06 김성년 Position switching device of robot monitoring camera for examining/repairing drain pipe
UA49360C2 (en) * 2001-11-19 2005-01-17 State Regional Municipal Entpr System for pipeline repair
DE202005018790U1 (en) * 2005-12-01 2006-04-27 Jt-Elektronik Gmbh Repair robot for pipelines with heated repair packing has radially expandable bellows pressing hardenable glass fibre packing into inner face of pipe
RU2635751C2 (en) * 2011-07-29 2017-11-15 Петролиум Нэшнл Берхад (ПЕТРОНАС) System and method for inspecting underwater pipelines
RU172466U1 (en) * 2016-10-26 2017-07-11 Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт "Курс" (АО "ЦНИИ "Курс") REPAIRING MACHINE SUPPORTING OPERATIONAL REPAIR OF PIPELINE FOR DELIVERY OF HYDROCARBON RAW MATERIALS

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2821403C1 (en) * 2024-01-11 2024-06-24 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Self-propelled robot for diagnostics of metal structures

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sutter et al. A semi-autonomous mobile robot for bridge inspection
US9975632B2 (en) Aerial vehicle system
Mirallès et al. LineDrone Technology: Landing an unmanned aerial vehicle on a power line
CN110352393B (en) Multi-terrain inspection robot device and configuration and guidance method thereof
Zhang et al. Automated guided vehicles and autonomous mobile robots for recognition and tracking in civil engineering
Bayer et al. On autonomous spatial exploration with small hexapod walking robot using tracking camera intel realsense t265
CN107611849A (en) A kind of self-propelled power transmission cable crusing robot
CN109946564B (en) Distribution network overhead line inspection data acquisition method and inspection system
Jung et al. Mechanism and system design of MAV (Micro Aerial Vehicle)-type wall-climbing robot for inspection of wind blades and non-flat surfaces
CN104827482A (en) Robotic platform capable of moving automatically
Cordes et al. LUNARES: Lunar crater exploration with heterogeneous multi robot systems
CN113050685B (en) Autonomous inspection method for underground unmanned aerial vehicle of coal mine
McArthur et al. Autonomous control of the interacting-boomcopter UAV for remote sensor mounting
US11630025B2 (en) Robotic inspection device
Wettergreen et al. Sun-synchronous robotic exploration: Technical description and field experimentation
Zeng et al. Autonomous control design of an unmanned aerial manipulator for contact inspection
RU2721473C1 (en) Robot for diagnostics and repair of pipeline transport
Takaya et al. Tracking control of unmanned aerial vehicle for power line inspection
CN204640230U (en) A kind of can the robot platform of autonomous
Singh et al. An intelligent and multi-terrain navigational environment monitoring robotic platform with wireless sensor network and internet of robotic things
Shang et al. Indoor testing and simulation platform for close-distance visual inspection of complex structures using micro quadrotor UAV
Tavares et al. Riol-robotic inspection over power lines
RU2661295C1 (en) Device for determination and marking of a territory with chemical and radioactive influence
Langley et al. The canadian Mars exploration science rover prototype
Hernández et al. Sensorized robotic sphere for large exterior critical infrastructures supervision