WO2022197215A1 - Устройство для перемещения оборудования по трубам - Google Patents

Устройство для перемещения оборудования по трубам Download PDF

Info

Publication number
WO2022197215A1
WO2022197215A1 PCT/RU2022/050086 RU2022050086W WO2022197215A1 WO 2022197215 A1 WO2022197215 A1 WO 2022197215A1 RU 2022050086 W RU2022050086 W RU 2022050086W WO 2022197215 A1 WO2022197215 A1 WO 2022197215A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
modules
moving equipment
rotation
module
pipes
Prior art date
Application number
PCT/RU2022/050086
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Михаил Маркович ДОРОШИНСКИЙ
Original Assignee
Михаил Маркович ДОРОШИНСКИЙ
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 Михаил Маркович ДОРОШИНСКИЙ filed Critical Михаил Маркович ДОРОШИНСКИЙ
Publication of WO2022197215A1 publication Critical patent/WO2022197215A1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto 
    • B08B9/02—Cleaning pipes or tubes or systems of pipes or tubes
    • B08B9/023—Cleaning the external surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J5/00—Manipulators mounted on wheels or on carriages
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D57/00—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track

Definitions

  • the device refers to self-propelled vehicles, namely, vehicles designed to move equipment and the working body of the tool along the outer surface of a cylindrical pipe, for example, when painting, cleaning, assessing the corrosion state, etc.
  • omnidirectional transport devices are well known, which use Elon wheels as propulsors, for example, a robotic device according to US application US2013226340A1 dated 2012-02-23 and many others.
  • the closest in technical essence is the URANUS robot, described, in particular, in an article published on the Internet at: https://www.ri.cmu.edu/pub_files/pub3/blackwell_mike_ 1990_ l/blackwell_mike_ 1990_ l.pdf .
  • the described robot is a vehicle equipped with four Ilon wheels installed with the ability to change the direction and speed of rotation.
  • the objective of the proposed technical solution is to create a device capable of moving equipment along the outer surface of a cylindrical pipe, both along the pipe axis and around it.
  • a device for moving equipment through pipes characterized in that it contains at least three annularly installed modules, each module contains a pair of Ilon wheels, each of which is installed with the ability to change the direction and speed of rotation; the device is configured to synchronize the rotation of the selected wheels Ilona; each module of the device is equipped with a pair of electric motors, each of which is kinematically connected to the corresponding Ilon wheel; the device modules are releasably connected; the device is equipped with a means for adjusting the mutual position of the modules.
  • Fig.1 is a general view of the device for moving equipment through pipes, Fig. 2 - Elon's wheel.
  • FIG. 1 shows: device 1 for moving equipment through pipes, module 2, Ilon wheel 3, electric motor 4, means 5 for adjusting the mutual position of modules, shaft 6, disk 7, roller 8, module housing 9, connecting element 10, pipe 11.
  • the device 1 for moving equipment through pipes contains at least three annularly mounted modules 2.
  • Each module 2 contains a pair of Ilon wheels 3.
  • Each Ilon wheel 3 contains a shaft 6, on which a pair of profile disks 7 is fixed.
  • the rollers 8 are installed in such a way that their axis of rotation is at an angle to the axis of rotation of the shaft 6.
  • the rollers 8 are shaped to ensure the equidistance of the contact points of the roller 8 with the outer surface of the pipe 11.
  • Ilon wheels 3, which are part of one module 2 are installed in it mirror relative to each other, so that the rotation axes of the shafts 6 occupy a position parallel to each other.
  • Each wheel of the Ilona 3 is kinematically connected to a separate electric motor 4 located in the housing 9 of the module 2.
  • the kinematic connection between the shaft of the electric motor 4 and the shaft 6 of the wheel of the Ilona 3 is carried out by any method known from the prior art, for example, using a chain, belt or cardan transmission.
  • Electric motors 4 are made with the possibility of changing the direction and speed of rotation of its shaft.
  • each wheel of Ilona 3 has the ability to control its direction and speed of rotation.
  • the direction and speed of rotation of the shaft of each electric motor 4 are controlled by the controller in accordance with the program or using the control panel.
  • the modules 2 are annularly connected to each other by means of connecting elements 10 with the possibility of separation.
  • the connecting elements 10 can be made in the form of a rigid spatial frame, or have the ability to change their working length, due to, for example, screw or spring adjustment.
  • the connecting elements 10 can be made in the form of a means 5 for adjusting the relative position of the modules 2.
  • the means 5 for adjusting the mutual position of the modules 2 may contain lever-eccentric or other types of ties, which allows you to adjust the pressing force of the Ilona 3 wheels to the outer surface of the pipe 11 after installing the device 1 in the working position.
  • a device for moving equipment through pipes works as follows.
  • Modules 2 are placed around the pipe 11 and connected using connecting elements 10. The last connecting element 10 is connected to the first module 2.
  • Modules 2 are installed, for example, in such a way that the axis of the shaft 6 of the Ilon wheel 3, which is part of the module 2, is parallel to the axis of the pipe. After the installation of the device, the pressing force of the Ilona 3 wheels to the outer surface of the pipe 11 is adjusted. surface of the pipe 11 will not be sufficient.
  • Device 1 is equipped with equipment that needs to be moved along the surface of cylindrical pipe 11.
  • device 1 for moving equipment through pipes is connected to a power source that provides the necessary power to operate the electrical equipment of device 1 and equipment installed on it.
  • the device 1 After starting the corresponding control program, the device 1 begins its controlled movement along the outer surface of the pipe 11 together with the installed equipment.
  • this module 2 With unidirectional rotation of a pair of Ilon wheels 3 included in one module 2, this module 2 tends to move in the direction perpendicular to the axes of rotation of the shafts 6. With the counter rotation of a pair of Ilon wheels 3, module 2 tends to move in the direction parallel to the axes of rotation of the shafts 6.
  • the device 1 is moved along the outer surface of the pipe 11 along a given trajectory.
  • the control of the device 1 can be fully automated in accordance with the control program or carried out from the control panel via radio or wired communication.
  • the technical result of the proposed technical solution is the creation of a device capable of moving equipment along the outer surface of cylindrical pipes along a given trajectory, due to a device for moving equipment through pipes, characterized in that it contains at least three annularly installed modules, with each module contains a pair of Ilon wheels, each of which is installed with the ability to change the direction and speed of rotation; the device is configured to synchronize the rotation of the selected wheels Ilona; each module of the device is equipped with a pair of electric motors, each of which is kinematically connected to the corresponding Ilon wheel; the device modules are releasably connected; the device is equipped with a means for adjusting the mutual position of the modules.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Устройство относится к самоходным транспортным средствам, а именно к транспортным средствам, предназначенным для перемещения оборудования и рабочего органа инструмента по внешней поверхности цилиндрической трубы, например, при окраске, очистке, оценке коррозионного состояния и пр. Техническим результатом предлагаемого технического решения является создание устройства, способного к перемещению оборудования по внешней поверхности цилиндрических труб по заданной траектории, за счет устройства для перемещения оборудования по трубам, характеризующегося тем, что оно содержит, по меньшей мере три кольцеобразно установленных модуля, при этом каждый модуль содержит пару колес Илона, каждое из которых установлено с возможностью изменения направления и скорости вращения; устройство выполнено с возможностью синхронизации вращения выбранных колес Илона; каждый модуль устройства снабжен парой электродвигателей, каждый из которых кинематически связан с соответствующим колесом Илона; модули устройства соединены с возможностью разъединения; устройство снабжено средством регулировки взаимного положения модулей.

Description

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ПО ТРУБАМ
Устройство относится к самоходным транспортным средствам, а именно к транспортным средствам, предназначенным для перемещения оборудования и рабочего органа инструмента по внешней поверхности цилиндрической трубы, например, при окраске, очистке, оценке коррозионного состояния и пр.
Известно «УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПО НАТЯНУТОМУ КАБЕЛЮ» по патенту РФ на полезную модель N° 116120 от 24Л 1.2011, опубликован 20.05.2012, МПК H02G 7/00, B62D 57/00, содержащее корпус, закрепленный на корпусе мотор-редуктор, на валу которого закреплено колесо; так же на корпусе установлены два подпружиненных ролика и аккумулятор. Подпружиненные ролики установлены таким образом, что они прижимают кабель, по которому происходит перемещение, к колесу. Аккумулятор установлен таким образом, что его центр тяжести находится ниже центра тяжести остального устройства.
Из уровня техники хорошо известны всенаправленные транспортные устройства, в качестве движителей которых используются колеса Илона, например, роботизированное устройство по заявке США US2013226340A1 от 2012-02-23 и многие другие.
Наиболее близким по технической сути является робот «URANUS», описанный, в частности в статье, опубликованной в сети Интернет по адресу: https ://www .ri.cmu .edu/pub_files/pub3/blackwell_mike_ 1990_ l/blackwell_mike_ 1990_ l.pdf. Описанный робот представляет собой транспортное средство, снабженное четырьмя колесами Илона, установленными с возможностью изменения направления и скорости вращения.
При эксплуатации инженерных систем, в состав которых входят трубы, зачастую возникает необходимость обработки внешней поверхности этих труб, например их очистки или покраски, а также диагностики состояния. Подобные задачи решаются, как правило, оператором при помощи ручного инструмента. Использование ручного труда для выполнения простых однотипных действий экономически нецелесообразно, не исключает возможности выполнения работ неприемлемого уровня качества, а также получения исполнителем производственных травм. Кроме того, зоны внешней поверхности трубы, которые необходимо обработать или исследовать, могут быть труднодоступны для исполнителя, например, располагаться на значительной высоте. На сегодняшний день из уровня техники неизвестны устройства, обладающие возможностью контролируемого перемещения оборудования по внешней поверхности цилиндрической трубы.
Задачей предлагаемого технического решения является создание устройства, способного к перемещению оборудования по внешней поверхности цилиндрической трубы, как вдоль оси трубы, так и вокруг нее.
Поставленная задача решена за счет устройства для перемещения оборудования по трубам, характеризующегося тем, что оно содержит, по меньшей мере три кольцеобразно установленных модуля, при этом каждый модуль содержит пару колес Илона, каждое из которых установлено с возможностью изменения направления и скорости вращения; устройство выполнено с возможностью синхронизации вращения выбранных колес Илона; каждый модуль устройства снабжен парой электродвигателей, каждый из которых кинематически связан с соответствующим колесом Илона; модули устройства соединены с возможностью разъединения; устройство снабжено средством регулировки взаимного положения модулей.
Суть технического решения иллюстрирована чертежами, где на фиг.1 - общий вид устройства для перемещения оборудования по трубам, на фиг. 2 - колесо Илона.
На фиг. 1, фиг. 2 изображены: устройство 1 для перемещения оборудования по трубам, модуль 2, колесо Илона 3, электродвигатель 4, средство 5 регулировки взаимного положения модулей, вал 6, диск 7, ролик 8, корпус модуля 9, соединительный элемент 10, труба 11.
Устройство для перемещения оборудования по трубам выполнено следующим образом.
Устройство 1 для перемещения оборудования по трубам содержит, по меньшей мере три кольцеобразно установленных модуля 2. Каждый модуль 2 содержит пару колес Илона 3. Каждое колесо Илона 3 содержит вал 6, на котором закреплена пара профильных дисков 7. Между дисками 7 установлены с возможностью вращения бочкообразные ролики 8. Ролики 8 установлены таким образом, что ось их вращения находится под углом к оси вращения вала 6. Ролики 8 выполнены формой, обеспечивающей равноудаленность точек контакта ролика 8 с внешней поверхностью трубы 11. Колеса Илона 3, входящие в состав одного модуля 2, установлены в нем зеркально относительно друг друга, таким образом, что оси вращения валов 6 занимают параллельное друг другу положение. Каждое колесо Илона 3 кинематически связано с отдельным электродвигателем 4, расположенным в корпусе 9 модуля 2. Кинематическая связь между валом электродвигателя 4 и валом 6 колеса Илона 3 осуществляется любым известным из уровня техники способом, например, при помощи цепной, ременной или карданной передачи. Электродвигатели 4 выполнены с возможностью изменения направления и скорости вращения своего вала. Таким образом, каждое колесо Илона 3 обладает возможностью контролируемого изменения направления и скорости своего вращения. Направление и скорость вращения вала каждого электродвигателя 4 управляются контроллером в соответствии с программой или при помощи пульта управления. Таким образом, осуществляется возможность синхронизации вращения отдельных колес Илона 3. Синхронизация вращения выбранных колес Илона 3 позволяет равномерно распределить нагрузку между отдельными модулями 2, обеспечив, таким образом, эффективное перемещение устройства 1 по внешней поверхности трубы 11. Модули 2 кольцеобразно соединены между собой посредством соединительных элементов 10 с возможностью разъединения. Соединительные элементы 10 могут быть выполнены в виде жесткой пространственной рамы, или обладать возможностью изменения своей рабочей длины, за счет, например, винтовой или пружинной регулировки. Так же соединительные элементы 10 могут быть выполнены в виде средства 5 регулировки взаимного положения модулей 2. Средства 5 регулировки взаимного положения модулей 2 могут содержать рычажно-эксцентриковые, или иного вида стяжки, что позволяет осуществлять регулировку силы прижима колес Илона 3 к внешней поверхности трубы 11 после установки устройства 1 в рабочее положение.
Устройство для перемещения оборудования по трубам работает следующим образом.
В зависимости от внешнего диаметра трубы 11 , по которой предполагается перемещать оборудование, выбирают необходимое количество модулей 2 и соответствующее ему количество соединительных элементов 10. Модули 2 располагают вокруг трубы 11 и соединяют при помощи соединительных элементов 10. Последний соединительный элемент 10 соединяют с первым модулем 2. Модули 2 устанавливают, например, таким образом, что бы ось вала 6 колеса Илона 3, входящего в состав модуля 2, располагалась параллельно оси трубы. После осуществления монтажа устройства производят регулировку силы прижима колес Илона 3 к внешней поверхности трубы 11. На одном из соединительных элементов 10, выполненном в виде средства 5 регулировки взаимного положения модулей 2, осуществляют вращение регулирующего органа до тех пор, пока усилие прижима колес Илона 3 к поверхности трубы 11 не станет достаточным. На устройство 1 устанавливают оборудование, которое необходимо перемещать по поверхности цилиндрической трубы 11. Затем устройство 1 для перемещения оборудования по трубам подключают к источнику питания, обеспечивающего необходимую мощность для работы электрооборудования устройства 1 и оборудования, установленного на нем. После запуска соответствующей управляющей программы устройство 1 начинает свое контролируемое перемещение по внешней поверхности трубы 11 вместе с установленным оборудованием. При однонаправленном вращении пары колес Илона 3 входящих в состав одного модуля 2, данный модуль 2 стремится к перемещению в направлении перпендикулярном осям вращения валов 6. При встречном вращении пары колес Илона 3 модуль 2 стремится к перемещению в направлении параллельном осям вращения валов 6. Комбинируя, например, при помощи контроллера, направление и скорость вращения отдельных колес Илона 3, устройство 1 перемещают по внешней поверхности трубы 11 по заданной траектории. Управление устройством 1 может быть полностью автоматизированным в соответствии с управляющей программой или осуществляться с пульта управления посредством радио или проводной связи.
Кольцеобразная поочередная установка модулей 2 и соединительных элементов 10, в совокупности с возможностью регулировки усилия прижима колес Илона 3 к поверхности трубы 11 за счет средства 5 регулировки взаимного положения модулей 2 позволяет надежно фиксировать устройство 1 на внешней поверхности трубы 11. Комбинирование значений таких параметров как скорость и направление вращения отдельных колес Илона 3 и возможность их синхронизации, обеспечивает возможность эффективного перемещения устройства 1 как вдоль оси цилиндрической трубы, так и вращения вокруг нее. Техническим результатом предлагаемого технического решения является создание устройства, способного к перемещению оборудования по внешней поверхности цилиндрических труб по заданной траектории, за счет устройства для перемещения оборудования по трубам, характеризующегося тем, что оно содержит, по меньшей мере три кольцеобразно установленных модуля, при этом каждый модуль содержит пару колес Илона, каждое из которых установлено с возможностью изменения направления и скорости вращения; устройство выполнено с возможностью синхронизации вращения выбранных колес Илона; каждый модуль устройства снабжен парой электродвигателей, каждый из которых кинематически связан с соответствующим колесом Илона; модули устройства соединены с возможностью разъединения; устройство снабжено средством регулировки взаимного положения модулей.

Claims

ФОРМУЛА
1. Устройство для перемещения оборудования по трубам, характеризующееся тем, что содержит, по меньшей мере три кольцеобразно установленных модуля, при этом каждый модуль содержит пару колес Илона, каждое из которых установлено с возможностью изменения направления и скорости вращения; каждый модуль снабжен парой электродвигателей, каждый из которых кинематически связан с соответствующим колесом Илона.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выполнено с возможностью синхронизации вращения выбранных колес Илона.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что модули соединены с возможностью разъединения.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что снабжено средством регулировки взаимного положения модулей.
PCT/RU2022/050086 2021-03-18 2022-03-16 Устройство для перемещения оборудования по трубам WO2022197215A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021107099 2021-03-18
RU2021107099A RU2754645C1 (ru) 2021-03-18 2021-03-18 Устройство для перемещения оборудования по трубам

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022197215A1 true WO2022197215A1 (ru) 2022-09-22

Family

ID=77670176

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2022/050086 WO2022197215A1 (ru) 2021-03-18 2022-03-16 Устройство для перемещения оборудования по трубам

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2754645C1 (ru)
WO (1) WO2022197215A1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080106766A (ko) * 2007-06-04 2008-12-09 (주)카이텍 초음파 검사용 스캐너
KR20120058872A (ko) * 2010-11-30 2012-06-08 연세대학교 산학협력단 관외 주행용 로봇
KR101482393B1 (ko) * 2013-04-17 2015-01-13 주식회사 포스코 배관용 이동장치
US20210071801A1 (en) * 2018-01-23 2021-03-11 Gennadiy Lisnyak Pipe crawler

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101259494B1 (ko) * 2012-11-09 2013-05-06 주식회사 엔티리서치 파이프의 외면을 따라 이동하는 주행로봇과 그 제어방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080106766A (ko) * 2007-06-04 2008-12-09 (주)카이텍 초음파 검사용 스캐너
KR20120058872A (ko) * 2010-11-30 2012-06-08 연세대학교 산학협력단 관외 주행용 로봇
KR101482393B1 (ko) * 2013-04-17 2015-01-13 주식회사 포스코 배관용 이동장치
US20210071801A1 (en) * 2018-01-23 2021-03-11 Gennadiy Lisnyak Pipe crawler

Also Published As

Publication number Publication date
RU2754645C1 (ru) 2021-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101259494B1 (ko) 파이프의 외면을 따라 이동하는 주행로봇과 그 제어방법
WO2019144227A1 (en) Pipe crawler
KR101769270B1 (ko) 로봇 용접 장치
KR20100064475A (ko) 강관 내면처리용 로봇장치
KR20190019612A (ko) 무선 제어가 가능한 케이블 점검용 이동 로봇
WO2015024818A1 (de) Industrieroboter mit wenigstens einem antrieb
WO2017006909A1 (ja) クローラ装置および走行体
US6638139B2 (en) Multi-spindle end effector
US8713984B2 (en) Multiple mode, bi-directional universal bending apparatus
WO2022197215A1 (ru) Устройство для перемещения оборудования по трубам
WO2018176062A1 (en) Modular mobile platform with robotic arms
Liu et al. Design and prototyping of debris clean and collection system for a cylinder block assembly conveying line following an engineering systems design approach
CN107719513A (zh) 一种越野式底盘部件以及机器人总成
SU1299676A1 (ru) Промышленный робот
JP2016124081A (ja) パラレルリンクロボット
DE102012107511A1 (de) Montagevorrichtung
KR102462593B1 (ko) 케이블 포설용 트레이 주행 장치
JP2020138251A (ja) 鋼管の研磨装置及びこれを用いた鋼管の研磨方法
CN114458868A (zh) 履带式管道机器人及其运动控制方法
Gonzalez de Santos et al. Manipulators help out with plaster panels in construction
DE102017129343A1 (de) Verfahren zur Vornahme mindestens eines Vorgangs und System zur Durchführung des Verfahrens
RU206071U1 (ru) Устройство для очистки внешней поверхности труб
CN107364502A (zh) 履带式移动机器人
Shahin et al. Simulation, control and construction of a four mecanum-wheeled robot
CN113090866A (zh) 一种可变径的管道机器人

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22771848

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE