一个模块化,多传感器爬行机器人适应管道检查:设计和实验验证验证.

科学领域:

• 机器人和自动化机器人与自动化
• 材料科学与工程 材料科学与工程
• 石油工程是石油工程中的一个.

背景情况:

• 石油管道基础设施的老化带来了重大的安全,运营和环境风险.
• 常见的管道缺陷包括裂,腐蚀,关节位移和变形,导致泄漏和故障.
• 使用手动机器人爬行器的传统检查方法是耗时的,并且由于人类视频审查,容易出现错误.

研究的目的:

• 设计,制造和验证用于石油管道检查的自主模块化爬行机器人.
• 整合多模式传感能力,实时检测缺陷.
• 通过一个可适应和自主检查解决方案来增强管道维护.

主要方法:

• 开发一个自主模块化爬虫机器人,由树派4和Arduino Mega提供动力.
• 集成高分辨率摄像头,超声波距离传感器和气体检测传感器.
• 在实验室和模拟现场条件下进行实验验证,评估导航,障碍物检测,爬能力和电池耐久性.

主要成果:

• 爬虫机器人展示了自主导航,实时视频流和多传感器数据融合.
• 实现了0.25m/s的最大速度,91.2%的障碍物检测准确度,45°的爬能力和80分钟的电池寿命.
• 该系统表现出适应不同管径和材料条件的适应性.

结论:

• 与现有系统相比,开发的自主爬行机器人提供了更好的适应性,传感集成和自主性.
• 该系统是石油管道预防性维护的可行解决方案.
• 未来的扩展包括人工智能驱动的缺陷分类和基于同时定位和映射 (SLAM) 的导航.