編輯:admin 浏覽量:74 發布日期: 2019-02-13 10:52
數千英裏的(de)地下(xià)管道負責處理(lǐ)重要任務。他(tā)們必須可(kě)靠地運作。到目前爲止,隻有在管道直徑較大(dà)的(de)情況下(xià)才能進行内部檢查和(hé)維護。相對(duì)較小的(de)下(xià)水(shuǐ)道不能爲人(rén)類提供足夠的(de)空間,并且每當它們被損壞時(shí),唯一的(de)解決方案是暴露受影(yǐng)響的(de)管道部分(fēn)。一項昂貴的(de)任務。然而,電子和(hé)運動控制工程領域的(de)新發展現在可(kě)以在内部進行小型下(xià)水(shuǐ)道檢查和(hé)維護。由于在污水(shuǐ)處理(lǐ)領域,所有工具都必須滿足非常高(gāo)的(de)可(kě)靠性和(hé)性能标準,因此這(zhè)種下(xià)水(shuǐ)道機器人(rén)的(de)驅動必須非常強大(dà)。現代鐘(zhōng)罩式電樞直流電機滿足管道系統内部使用(yòng)的(de)嚴格要求。
由地方當局和(hé)公司經營的(de)大(dà)型和(hé)廣泛的(de)污水(shuǐ)網絡通(tōng)常很老,需要定期維護。在越來(lái)越多(duō)的(de)情況下(xià),需要修複的(de)是輕微和(hé)重大(dà)損壞。對(duì)于管道系統PROKASRO這(zhè)樣的(de)工作,下(xià)水(shuǐ)道機器人(rén)專家開發了(le)各種各樣的(de)工具和(hé)設備。從具有輔助設備(例如發電機,壓縮機,水(shuǐ)箱和(hé)電子控制)的(de)自主服務車輛(圖1),使用(yòng)有線遙控器和(hé)監視器來(lái)操縱機器人(rén)。
拖曳電纜
下(xià)水(shuǐ)道機器人(rén)具有各種尺寸,工具和(hé)其他(tā)特定功能,具體取決于服務類型(圖2)。它們的(de)共同點是通(tōng)過供電電纜進行供電和(hé)控制。電纜由32根電線,4根壓縮空氣軟管和(hé)4根水(shuǐ)管組成。機器人(rén)拖著(zhe)這(zhè)條39毫米厚的(de)尾随“臍帶”,穿過下(xià)水(shuǐ)道。标準長(cháng)度爲120米,但最長(cháng)可(kě)達200米。在這(zhè)個(gè)長(cháng)度和(hé)下(xià)水(shuǐ)道中總是發生的(de)污垢量,強大(dà)的(de)驅動器對(duì)于平穩操作絕對(duì)至關重要。
通(tōng)過使用(yòng)由FAULHABER制造的(de)無芯轉子的(de)微型直流電動機解決了(le)這(zhè)個(gè)問題。
例如,機器人(rén)的(de)一個(gè)版本配備有九個(gè)這(zhè)種類型的(de)電動機,以允許在地下(xià)靈活操作。使用(yòng)的(de)驅動器由四個(gè)軸組成,每個(gè)軸由一個(gè)3557系列... CR電機組成。電動機連接到齒輪箱,以便能夠确保速度和(hé)牽引力的(de)最佳調節。
這(zhè)種解決方案的(de)優點是同一個(gè)機器人(rén)可(kě)以在大(dà)輪子的(de)大(dà)管道中工作; 适當降低的(de)齒輪可(kě)以減小與車輪尺寸成比例的(de)轉速。因此,速度和(hé)牽引力保持與車輪直徑無關; 服務車輛的(de)操作員(yuán)可(kě)以像習(xí)慣一樣工作。氣動缸提供安全的(de)姿勢,該氣缸将上部的(de)一對(duì)車輪壓在管子的(de)内部。即使是輕微損壞,如管道中的(de)裂縫或凹痕,也(yě)很容易通(tōng)過橡膠輪來(lái)協商。盡管尺寸較小,但四個(gè)驅動電機的(de)牽引力約爲1,000 N(換句話(huà)說,100 kg)。
移動頭
爲了(le)檢查和(hé)管理(lǐ)管道内部的(de)每個(gè)部分(fēn),機器人(rén)的(de)前部設有旋轉攝像機和(hé)氣動銑床。在這(zhè)裏,運動也(yě)是由微型直流電機驅動的(de)。安裝在車輪驅動裝置之間的(de)另一個(gè)電動機允許機器人(rén)頭部繞其縱向軸線旋轉。
在機頭内部,銑床的(de)傾斜裝置中有一個(gè)直流電機(圖)。
兩個(gè)小型電機允許攝像機平移并控制聚焦機制(圖)。
在這(zhè)種情況下(xià),FAULHABER驅動器的(de)主要優點是它們的(de)高(gāo)功率密度,使機器人(rén)非常小,可(kě)以從200毫米管道直徑向上展開。但是,它也(yě)适用(yòng)于最大(dà)600 mm的(de)管道。
作爲電壓低于42 V的(de)低壓電機,它們滿足水(shuǐ)下(xià)操作的(de)要求。高(gāo)效率保持封閉殼體内的(de)廢熱(rè),其在合理(lǐ)的(de)限度内通(tōng)過壓縮空氣保持在正壓力下(xià)。一個(gè)重要方面也(yě)是對(duì)控制命令的(de)直接響應。監視器圖像上的(de)移動和(hé)機器人(rén)的(de)移動必須幾乎同步,并且由于電機斜坡引起的(de)延遲必須是最小的(de)。
這(zhè)是操作員(yuán)可(kě)以在僅經過短時(shí)間熟悉的(de)管道内可(kě)靠地移動機器人(rén)的(de)唯一方法。
如今,具有最先進的(de)攝像頭電子設備和(hé)驅動部件的(de)下(xià)水(shuǐ)道機器人(rén)降低了(le)對(duì)地下(xià)污水(shuǐ)管網的(de)檢查,維護和(hé)維修成本。優化(huà)配置,極小的(de)驅動解決方案是即使在狹窄的(de)管道中也(yě)能實現靈活活動的(de)關鍵組件。微型直流電機的(de)可(kě)靠性及其高(gāo)效率允許極其緊湊的(de)設計。