Алгоритмы и система управления внутритрубным робототехническим комплексом для диагностики трубопроводов сложной геометрии

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

В настоящее время эффективным способом контроля трубопроводов является внутритрубная диагностика с использованием специализированных роботизированных устройств. Существует множество конструкций внутритрубных роботов, однако они имеют ряднедостатков, в том числе невозможность движения по трубопроводам сложной геометрии. Внутритрубные роботы опорно-прижимной конструкции являются наиболее эффективным решением для перемещения внутри участков сложной геометрии. Цель исследования – синтез и разработка алгоритмов, системыуправления внутритрубным робототехническим комплексом, включая исследование кинематики конструкции на участках сложной геометрии. В результате разработана структура системы управления, состоящая изнескольких подсистем, включая алгоритмы для управления поступательным движением внутритрубным робототехническим комплексом внутри трубопровода, а именно, перемещение по криволинейным участкам безпотери ориентации.

About the authors

D. N. Kuchev

Perm National Research Polytechnic University

Email: kuchevdmitri@yandex.ru
Perm, Russia

E. V. Poizhaeva

Perm National Research Polytechnic University

Perm, Russia

I. E. Keller

Perm National Research Polytechnic University

Perm, Russia

E. K. Gumarov

Perm National Research Polytechnic University

Perm, Russia

I. N. Gaganova

A. A. Blagonravov Institute of Machine Science of the RAS

Moscow, Russia

References

  1. Еремякин А. В., Димов О. Д. Вариантвзаимодействия ОАО “Газпром” с хозяйствующими субъектами рынка газа Российской Федерации //Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2010. № 2 (26).С. 155–158.
  2. Куликова Е. С., Кузьмин О. С., Шевцов М. Н. Расширение технической возможности обслуживания технологических трубопроводов для повышения уровня промышленной безопасности //Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2023. № 3 (312). С. 41–47. https://doi.org/10.33285/2411-7013-2023-3(312)-41-47
  3. Пузаков В. С. Схемы теплоснабжения городов России 10 лет спустя: опыт, проблемы,тенденции //Научные труды: Институт народнохозяйственного прогнозирования РАН. 2023. Т. 21. № 1. С. 55–74. https://doi.org/10.47711/2076-3182-2023-1-55-74
  4. Талипов С. Т. Внутритрубная диагностика каксредство предупреждения аварий и инцидентов трубопроводных систем ООО “ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ” //Территория Нефтегаз. 2013. № 12. С. 48–50.
  5. Холоденко В. Б.,Пахомов А. П. Внутритрубные диагностическиероботизированные мобильные комплексы для трубразличного диаметра //Инновации. Наука. Образование. 2022. № 52. С. 630–645.
  6. Яцун С. Ф., Ворочаева Л. Ю., Яцун А. С. Математическое моделирование движения двухмассового вибрационного мобильного робота //Фундаментальные исследования.2015. № 12 (4). С. 729–734.
  7. Чжу С., Назарова А. В. Робот-змея. Кинематика и управление //Экстремальная робототехника. 2014. № 1 (25). С. 75–79.
  8. Савин С. И., Ворочаева Л. Ю., Мальчиков А. В. Определение допустимых диапазонов длины шага четырехногого внутритрубного робота //Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2018. № 7.С. 206–217.
  9. Савин С. И., Ворочаева Л. Ю., Ворочаев А. В. Алгоритм генерации походок для робота, осуществляющего движение в трубопроводах //Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2017.Т. 7. № 1 (22). С. 90–97.
  10. Затонский А. В., Кучев Д. Н., Гаганова И. Н. Управление внутритрубным робототехническим комплексом с использованием беспроводнойпередачи данных //Проблемы машиностроения и автоматизации. 2024.№ 4. С. 70–79.
  11. Yang X., Lu Y., Yun K., Zheng J., Zhang Y. Construction Designand Kinematics Analysis for the Three Legs Type Gas PipingRobot //2023 IEEE7th Inf.Technol. and Mechatronics Engin.Conf. (ITOEC). Chongqing, China, 2023.P. 840–845. https://doi.org/10.1109/itoec57671.2023.10292092
  12. Tang Z., Li Z., Ma S., Chen Y., Yang Y. Structure Design ofAdaptive Pipeline Detection Robot //2021 7th Int. Conf. onControl, Automation and Robotics (ICCAR). Singapore, 2021.P. 136–140. https://doi.org/10.1109/ICCAR52225.2021.9463457
  13. KenzhekhanA., Bakytzhanova A., Omirbayev S., Tuieubayev Y., Daniyalov M., Yeshmukhametov A.Design and Development of an In-Pipe Mobile Robot forPipeline Inspection with AI Defect Detection System //The 23rdInternational Conference on Control, Automation and Systems (ICCAS2023). Yeosu,Korea, Republic of, 2023. P. 579–584. https://doi.org/10.1007/978-981-16-1543-6_23
  14. Zhang Y., Chen H., WangL., Fu Z., Wang S. Design of a Novel ModularSerial Pipeline Inspection Robot //2023 IEEE Int. Conf. onMechatronics and Automation (ICMA). Harbin, Heilongjiang, China, 2023. P. 1847–1852. https://doi.org/10.1109/ICMA57826.2023.10216215
  15. Chen D., Zhao M., Ding N., Yuan X., Li N., Fang Z. Design and Implementation of Pipeline Detection Robotwith Three-Dimensional Scanning Capability //2023 IEEE Int. Conf. onSignal Processing, Communications and Computing (ICSPCC). ZHENGZHOU, China, 2023. P. 1–6.
  16. Chen J., Cao X., Deng Z. Kinematic analysis ofpipe robot in elbow based on virtual prototype technology //2015 IEEE Int. Conf. on Robotics and Biomimetics (ROBIO), Zhuhai,China, 2015. Р. 2229–2234.
  17. Yamaguchi S., Iseya K., Kobayashi K.,Mitsui S., Satake T., Igo N. Decommissioning Robot Retrieves FuelDebris from High Altitude //2021 IEEE Int. Conf. onAgents (ICA), Kyoto, Japan, 2021. Р. 53–56. https://doi.org/10.1109/ICA54137.2021.00016
  18. Yu Z., Xing Z., Zirui Z., Qiang L., Gao F. Design and Implementation ofSewage Pipeline Cleaning Robot Based on Beidou Positioning //202219th Int. Comp. Conf. on Wavelet Active Media Technology andInformation Processing (ICCWAMTIP), Chengdu, China, 2022. Р. 1–6. https://doi.org/10.1109/ICCWAMTIP56608.2022.10016503
  19. Zhang B.,Abdulaziz M., Mikoshi K., Lim H. Development of an In-pipeMobile Robot for Inspecting Clefts of Pipes //2019 IEEEInternational Conference on Cybernetics and Intelligent Systems (CIS) and IEEEConference on Robotics, Automation and Mechatronics (RAM), Bangkok, Thailand, 2019.Р. 204–208. https://doi.org/10.1109/CIS-RAM47153.2019.9095803
  20. Кучев Д. Н., Затонский А. В., Белобородов Ф. С. Разработка программно-аппаратного комплекса системы управления внутритрубного робототехнического комплекса //Сборка в машиностроении, приборостроении. 2024. № 6. С. 264–269.
  21. Келлер И. Э., Кучев Д. Н.РФ Патент 2835290 C1. Способ управления внутритрубным роботом при его движении по криволинейному участку трубопровода, 2025.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).