Колёса-полусферы легко могут двигаться по неровностям. Источник: АиФ-Прикамье/ Дмитрий Кучев /
Большая часть трубопроводных сетей, используемых в коммунальном хозяйстве (водоснабжение, отопление) и в таких отраслях, как нефтехимия, характеризуется значительным износом. Для предотвращения аварий и прорывов требуется регулярное обслуживание, включающее диагностику, очистку и ремонт. Существующие роботизированные системы не всегда соответствуют этим задачам, поскольку часто ограничены в маневренности (не способны проходить повороты под углом 90 градусов) и предназначены для труб определенного диаметра. Ученые из Пермского Политеха в сотрудничестве с Волгоградским государственным аграрным университетом представили инновационного робота, который свободен от указанных недостатков. Он автоматически адаптируется к диаметру трубы и, благодаря уникальной конструкции колесной базы, успешно преодолевает сложные участки трубопровода. Важным преимуществом является возможность работы в трубах меньшего диаметра, чем у аналогичных устройств, что позволяет обслуживать труднодоступные сегменты трубопроводных систем. Успешные испытания подтвердили эффективность разработанной технологии.
Внутритрубное пространство, в котором расположен робот. Источник: © Пресс-служба ПНИПУ
Новая разработка призвана заменить традиционные методы обслуживания, зачастую неэффективные для изношенных трубопроводов. Ограниченная гибкость существующих решений является основной проблемой. Большинство роботов не могут работать в трубах с поворотами под углом 90 градусов и рассчитаны только на определенный диаметр, что исключает их использование на сложных участках. Новый роботизированный комплекс лишен этих ограничений. Ранее ученые Пермского Политеха запатентовали конструкцию мобильного робота, обеспечивающую высокую маневренность при движении по изогнутым участкам.
В настоящее время, разработка усовершенствована: ключевым преимуществом является универсальность. Уникальная конструкция, основанная на зубчатых механизмах, обеспечивает плавное автоматическое расширение, позволяя адаптироваться к различным диаметрам и перемещаться по вертикальным участкам. Это означает, что один и тот же робот можно использовать на разных объектах, без необходимости дорогостоящей перенастройки. Результаты исследования опубликованы в журнале «Machinery Manufacture and Reliability«.
«Главное преимущество — адаптация к различным диаметрам, от 500 до 1400 миллиметров. При этом конструкция остается неизменной, и робот может перемещаться по вертикальным участкам», — отметил Дмитрий Кучев, старший преподаватель кафедры «Оборудование и автоматизация химических производств» ПНИПУ, кандидат технических наук.
Отладка и настройка робота во внутритрубном пространстве. Источник: © Пресс-служба ПНИПУ
Стабильность и надежность передвижения робота обеспечивается интеллектуальной системой из шести опорных ног с пружинными амортизаторами. Такая конструкция гарантирует постоянный контакт всех двенадцати ведущих колес с внутренней поверхностью трубы, даже на неровностях и крутых поворотах. Компьютерное моделирование и успешные испытания, проведенные в конце октября в Пермском Политехе, подтвердили способность комплекса преодолевать 90-градусные отводы и уверенно двигаться в сложных трубопроводных конфигурациях.
«На испытаниях робот-очиститель продемонстрировал свою эффективность. Устройство не только перемещалось по трубопроводам разного диаметра, но и производило очистку посредством подачи специальной жидкости через шланг», — рассказал Дмитрий Кучев. «Кроме того, управление комплексом интуитивно понятно: достаточно извлечь его из упаковки, подключить необходимые кабели и нажать кнопку».
Эта разработка создает новые возможности для профилактики аварий и продления срока службы трубопроводных сетей в коммунальном секторе и промышленности. Универсальность, способность к передвижению в сложных условиях и простота эксплуатации делают робота ценным инструментом для обеспечения надежности и безопасности критически важной инфраструктуры. В дальнейшем ученые планируют создать полноценный прототип для внедрения в серийное производство.