Wyspecjalizowane roboty mobilne i ich zastosowania z naciskiem na

Transkrypt

1 Wyspecjalizowane roboty mobilne i ich zastosowania z naciskiem na przemysł górniczy Bartosz BABIAK Koło Naukowe Mechaników Górników Wydział inżynierii Mechanicznej i Robotyki

2 Plan prezentacji Robot definicja Podział robotów Pierwsze roboty mobilne Pierwsze maszyny kroczące Pierwsze roboty do prac podwodnych Roboty do prac podwodnych Górniczy Mobilny Robot Inspekcyjny GMRI Własny prototyp- zarys Bibliografia

3 Robot Robot-słowo pierwszy raz użyte w 1921 przez czeskiego pisarza Karela Čapek a, w sztuce Opilek, oznacza ciężką pracę,wysiłek, pierwotnie określało ono człowieka w uproszczonej wersji przeznaczonego do pracy, obecnie oznacza urządzenie mechaniczne Według definicji wprowadzonej w 1979 roku przez (Robotics Industries Association) robot to: "Programowalny, wielofunkcyjny manipulator zaprojektowany do przenoszenia materiałów, części, narzędzi lub specjalizowanych urządzeń poprzez różne programowalne ruchy, w celu realizacji różnorodnych zadań". Słownik wyrazów obcych [PWN, Warszawa 2003]: robot maszyna lub urządzenie techniczne imitujące działanie (czasem nawet wygląd) człowieka, odznaczające się określonym stopniem automatyzacji [ ]

4 Podział robotów Ze względu na przeznaczenie [1]: a) Do badań naukowych b) Co celów szkoleniowych c) Do celów przemysłowych d) Do celów badawczych (pod wodą, w przestrzeni kosmicznej, na powierzchni innych planet) Według kryterium mobilności: a) Stacjonarne b) Mobilne (naziemne, portalowe) Ze względu na przeznaczenie [2]: bojowe interwencyjno-inspekcyjne transportowe budowlane rolnicze osobiste i usługowe medyczne roboty do rozrywki i inne Ze względu na generacje [1]: I generacji- głównie roboty przemysłowe II generacji- roboty wyposażone w system wizyjny III generacji IV generacji

5 Pierwsze roboty mobilne Rys Zostaje opracowany PROWLER, pierwszy z serii mobilnych robotów militarnych [4]. Rys powstanie rosyjskich teletanków, bezprzewodowych, bezzałogowych czołgów sterowanych radiowo [5]. Rys.3. Robot Scout produkcji PIAP [2]

6 Pierwsze maszyny kroczące Rys , AMS-ciężarówka krocząca firmy GE, sterowana przez operatora [6]. Rys. 5.Przykład zastosowania w celach wojskowych [6]

7 Pierwsze roboty do prac podwodnych Począwszy od lat 40, obserwuję się silny rozwój ROV(remotely operated vehicle)- robotów głębinowych, bezzałogowych, zdalnie sterowanych, pływających na uwięzi (kablolina) Zastosowanie robotów inspekcyjnych [1]: obserwacja np. RPV-430 inspekcja rurociągów np. ROMIS inspekcja konstrukcji np. PROES 1 inspekcja zapór morskich np. TRIGLA naprawa kabli np. SCARAB czyszczenie konstrukcji np. PIPER wspieranie wierceń np. HYDRA niszczenie min np. PAP-104, SEA EAGLE Rys , RCV-225 oraz RCV 150, jedne z pierwszych rynkowych inspekcyjnych robotów typu ROV [7]

8 Roboty do prac podwodnych inne zastosowania: prowadzenie obserwacji pod lodem, asystowanie przy pracach nurkowych inspekcja obiektów morskich (kadłuby okrętów) identyfikacja zatopionych obiektów Rys. 8. The Double Eagle MkII/III[9] Rys.7. SeaLion 2- współczesny podwodny robot inspekcyjny [8]

9 Roboty do prac podwodnych Rys. 9. SCARAB -Robot typu ROV, wyspecjalizowany do naprawy kabli Rys. 10. Budowa pojazdu inspekcyjnego z prowadzeniem kablowym [1]

10 Górniczy Mobilny Robot Inspekcyjny GMRI Prototyp niekomercyjnego robota mobilnego przeznaczonego do badania atmosfery i stanu wyrobiska górniczego, w którym występują zbyt niebezpieczne warunki do wprowadzenia zastępu ratowniczego. Wykonany został w latach przez PIAP (Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP w Warszawie) we współpracy z Instytutem Technik Innowacyjnych EMAG w Katowicach [11]. Najważniejszymi funkcjami mobilnego robota są: pomiar parametrów atmosfery, wizualizacja stanu wyrobiska, transmitowanie danych do konsoli operatora Rys. 11. Górniczy Mobilny Robot Inspekcyjny

11 Górniczy Mobilny Robot Inspekcyjny GMRI Założenia konstrukcyjne robota [11]: Gabaryty umożliwiają jego transport przez śluzy o średnicy 800 mm napędy w wykonaniu iskrobezpiecznym budowa zapewnia poruszanie się w trudnych warunkach. warunki pracy: od 20 C do 60 C przekazywanie obrazu do operatora przy wykorzystaniu kamer możliwość dokonania pomiarów Rys. 12. Testy GMRI [11] ze względu na wykonanie iskrobezpiecznie, obudowa, części zewnętrzne są głównie z tworzyw sztucznych oraz z materiałów o ograniczonej zawartości stopów metali lekkich, cyrkonu

12 GMRI-budowa Rys. 13. Budowa GMRI [11] Rys. 14. Regulacja rozstawu tylnich kół [11]

13 GMRI-budowa Rys. 15. Regulacja prześwitu, dzięki siłownikom pneumatycznym [11] Układ ruchowy robota jest zasilany sprężony azotem. Elementy układu ruchowego typu siłowniki mogą być sterowane niezależnie lub grupowo. Rys. 16. Uniesienie przednich kół przy pomocy siłownika związanego z konstrukcją mocowania bloku kół przednich [11]

14 GMRI-pomiary Układ czujników pozwala na pomiary: stężenia metanu tlenku węgla dwutlenku węgla tlenu wilgotności względnej Rys. 17. Sonda w pozycji transportowej i roboczej [11] Ruchoma sonda o długości 1m oraz możliwość podnoszenia korpusu robota, zwiększają skutecznie zasięg obszaru z którego dokonuje się pobrania próbki gazowej.

15 GRMI-dyrektywa ATEX GRMI jest pierwszym na świecie robotem tego typu, który uzyskał górniczy certyfikat: EX I M1 Ex iai Gdzie: I oznacza Grupę I urządzeń przeznaczonych do pracy w kopalniach, M1 oznacza kategorię urządzeń, które mogą być stosowane zgodnie dyrektywą ATEX i mogą pracować w atmosferze o dowolnej zawartości metanu, ia typ zabezpieczenia, w którym ani iskra, ani temperatura nie mogą spowodować zapłonu atmosfery wybuchowej (zarówno podczas normalnej pracy, jak i przy uszkodzeniu).

16 Roboty inspekcyjne konstrukcji Rys. 18. RIWEA robot do inspekcji łopatek turbin wiatrowych [12] Rys. 19. Robot opracowany przez Sattara[13] Rys. 20. Robot CIRCA, prototyp [14]

17 Własny prototyp-zarys Projekt konstrukcji inspekcyjnego robota kroczącego, służącego do diagnostyki wysokich konstrukcji stalowych Oświetleniediody LED Rys. 22. Budowa chwytaków Kamera Zestaw serwomechanizmów Elektromagnesy Rys. 21. Wstępny projekt prototypu robota kroczącego

18 Bibliografia [1] Morecki Adam: Podstawy robotyki Teoria i elementy manipulatorów i robotów. WNT, W-wa 1999r. [2] Trojnacki Maciej: Tendencje rozwoju mobilnych robotów lądowych. Pomiary Automatyka Robotyka 6/2008 [3] Rozwój Robotyki. grudzień [4] Historia Robotyki lata grudzień [5] Wikipedia: Teletanki, grudzień [6] CarnegieMellonUniversity sroboticsinstitute: GE walkingtruck. grudzień [7] Wernil Robert: Observation Class ROVs Come of Age. Sixth International Symposium on Underwater Technology UT2009, Wuxi, China, grudzień [8] W Fishers low-cost, high-performance ROVs. grudzień [9] The Double Eagle MkII/III, SAAB Group. Operated-Vehicles/ROV-Double_Eagle_MkII_III/Features, grudzień [10] ROV PILOT, grudzień [11] Górska-Szkaradek Jolanta, BorkowiczZbigniew: Pierwszy mobilny robot do zadań specjalnych w kopalniach. Pomiary Automatyka Robotyka. grudzień [12] RIWEA: The Rope-Climbing Wind Turbine Inspection Robot. grudzień [13] SattarT.: Climbing Ring Robot for Inspection of Offshore Wind Turbines. grudzień2012. [14] Goldman Gabriel: Virginia Tech-The Development of a Novel Climbing Inspection Robot Powered by Compressed Air. grudzień 2012 [15] Historia robotyki, podstawowe pojęcia, rodzaje robotów. Politechnika Białostocka, grudzień 2012.

19 Wyspecjalizowane roboty mobilne i ich zastosowania z naciskiem na przemysł górniczy Dziękuję za uwagę Bartosz BABIAK Koło Naukowe Mechaników Górników Wydział inżynierii Mechanicznej i Robotyki