Thiết kế robot kiểm tra hầm cống đường kính lớn

( 0 đánh giá )
Miễn phí

Yêu cầu thiết kế:

  + Di chuyển trong hầm đường kính ≥3m, chiều sâu đến 50m, chiều dài đến 2km.

  + Không có người đi kèm, phải tự động hoặc điều khiển từ xa.

  + Phải đi qua miệng hầm nhỏ, có thể bị cản trở bởi các kết cấu phụ.

  + Phải có khả năng chống nước, chống ăn mòn, chống khí độc và va đập.

  • Hệ thống điện và truyền dữ liệu:
  •   + Dùng nguồn điện 3 pha 415V từ mặt đất để giảm tổn thất điện trên dây.
  •   + Dây dẫn có khả năng truyền dữ liệu, cấp điện và kéo robot về khi cần.
  •   + Dây dẫn có đường kính 20–25mm, độ nổi phù hợp với mức nước trong hầm.
  • - Khung gầm và cơ cấu di chuyển:
  •   + Khung gầm gập gọn để đi qua miệng hầm, sau đó mở rộng để tăng độ ổn định.
  •   + Dùng 4 động cơ tích hợp trong bánh xe (hub motor) đường kính 200mm.
  •   + Có thể vượt qua bùn, vật cản dưới đáy hầm.
  • - Hệ thống cảm biến và camera:
  •   + 3 camera HD gắn trên khung bán nguyệt để chụp ảnh toàn cảnh 270°.
  •   + 4 đèn LED định hướng để chiếu sáng bề mặt hầm.
  •   + Camera trước có cơ cấu quay–nghiêng để điều hướng, camera sau để quan sát.
  •   + Có cảm biến khí độc và cảm biến laser để đo biên dạng hầm.
  • - Giao diện điều khiển:
  •   + Giao diện đồ họa hiển thị hình ảnh, trạng thái robot, điều khiển ánh sáng, camera, cảm biến.
  •   + Hình ảnh được ghép thành bản đồ phẳng toàn cảnh để phân tích lỗi kết cấu.
  • - Thử nghiệm thực tế:
  •   + Robot được triển khai qua nhiều lần thử nghiệm thực địa.
  •   + Phát hiện các vấn đề như hư hỏng dây dẫn do ứng suất cơ học, ngưng tụ ẩm trên ống kính.
  •   + Đã cải tiến thiết kế: thêm vỏ bảo vệ camera, hướng dẫn dây, tăng tiết diện dây dẫn.
  •   + Tổng công suất tiêu thụ ~1100W, trong đó động cơ ~1000W, camera ~27W, đèn ~60W.
  • - Hạn chế và hướng phát triển:
  •   + Dây dẫn dễ hư hỏng do ứng suất cơ học, cần tăng tiết diện dây.
  •   + Độ dài dây dẫn đến 2km gây khó khăn về điện và cơ học.
  •   + Cần nghiên cứu thêm về robot nổi khi mức nước cao, robot sửa chữa kết cấu.
  •   + Hệ thống có tiềm năng ứng dụng trong các hệ thống thoát nước sâu đô thị.