Разработка прототипа нового автономного мобильного робота для решения задач мониторинга технического состояния тросового оборудования

Актуальность проекта обусловлена возможность применение автоматизированного робототехнического комплекса для периодического мониторинга технического состояния тросового оборудования, которое позволит сократить время простоя, увеличить безопасность эксплуатации основного шахтного, бурового, сталеплавильного и др. оборудования. В рамках проекта были получены следующие результаты. Разработана 3D модель автономного робототехнического комплекса, представляющего собой управляемое многозвенное устройство с целевым оборудованием магнитной дефектоскопии стальных тросов для выполнения заранее определенного набора технологических задач в трудных условиях эксплуатации шахтного подъемного оборудования без непосредственного участия специалистов по неразрушающему контролю. Разработана новая математическая модель робототехнического комплекса, описывающая кинематику и динамику механической системы при выполнении технологических процедур дефектоскопии стальных тросов. Определены технические требования к робототехническому комплексу мониторинга технического состояния тросового оборудования. Найдено программное движение и управление движением звеньев комплекса, предложены три варианта схемотехнических решений для гидроприводной части системы. Проведено численное и полунатурное моделирование движения робота для закрепления магнитного дефектоскопа на стальном канате. Проведена сборка экспериментального прототипа робототехнического комплекса и исследована математическая модель функционирования робота с учетом динамики исполнительных и измерительных систем робота. Проведена оценка точности выполнения поставленных задач управления движением. Проведено численное и экспериментальное моделирование тестовых движений робота. Проведена отладка программного обеспечения для выполнения тестовых движений экспериментального прототипа робототехнического комплекса. Экспериментально исследована математическая модель функционирования робота с учетом динамики исполнительных и измерительных систем робота. Проведена оценка точности выполнения поставленных тестовых задач управления движением. Показано, что дальнейшее развитие автоматизированного инструментального контроля технического состояния стальных тросов, металлических листовых изделий и сварных труб, железобетонных конструкций и конвейерных лент направлено на повышение точности обнаружения локальных дефектов. Автоматическая комплексная обработка первичных измерительных данных позволит существенно сократить затраты времени на обработку данных и подготовку заключения о несущей способности стального троса. Дефекты канатов стальных канатов оцениваются путем комплексирования первичной измерительной информации датчиков Холла и индуктивных катушек. Магнитное поле над дефектом измеряется при помощи массива датчиков, сигналы которых пропорциональны величине индукции магнитного поля. Для фильтрации первичной измерительной информации датчиков разработан алгоритм скользящего среднего и обнаружение характерного сигнала дефекта в заданном окне поиска. Проведена оценка экономической эффективности предлагаемых технических решений нового перспективного робототехнического комплекса, предназначенного для предприятий, эксплуатирующих грузоподъемное оборудование.