Prototyping a piping inspection robot using a BeagleBone black board
Résumé
As a part of a project with AREVA, an inspection robot for 50-94 mm diameter range pipelines have been developed. By using leg mechanisms, DC motors, spindle drive, and control boards, the robot accomplishes the locomotion of a caterpillar. Two algorithms can be classified for the control of this robot via Displacement control algorithm and Force control algorithm. The former deals with the estimation of the position of a robot inside a known environment and it requires sensors for identifying position as well as for initiation procedures. In the case of force control, the algorithm is highly suitable for a robot that moves inside an unknown or closed environment. Using a BeagleBone (BB) black board, the force control algorithm is developed for the inspection robot under study. As the robot works inside pipelines of unknown diameters, the reconfigurable pins of BB black are employed to apply a voltage in order to achieve the desired clamping force for having contact with pipeline walls. By setting threshold limits, the voltage and current supply to the motors can be cutoff at the end of clamping or retraction operations. With the help of ADC, the output voltage can be displayed to the user on a computer. For smooth functioning of the robot, the parameters of the motor such as the maximum velocity, direction of rotation and nominal current are calibrated prior to the start of experiments. The output voltage and currents of the motors are generated and plotted for a locomotion cycle of the robot inside a 74 mm diameter straight pipeline.
Dans le cadre d'un projet avec AREVA, un robot d'inspection de canalisation de 50 à 94 mm de diamètre a été développé. En utilisant des pattes, des moteurs à courant continu, des vis-écrous et des cartes électroniques, le robot imite la locomotion d'une chenille. Deux algorithmes peuvent être utilisés pour le contrôle de ce robot: le contrôle en position ou le contrôle en effort. Le premier est utilisé pour l'estimation de la position d'un robot lorsque l'environnement est connu mais nécessite des codeurs pour identifier la position des pattes. Dans le cas du contrôle en effort, l'algorithme permet au robot de se déplacer dans un environnement inconnu. En utilisant une carte électronique BeagleBone (BB) black, un algorithme de contrôle en effort est développé pour ce robot d'inspection. Comme le robot travaille à l'intérieur de tuyaux de diamètres inconnus, les sorties PWM de la BB black sont utilisées pour générer la tension nécessaire qui permettant le clampage du robot. En fixant ces seuils, la tension et le courant dans les moteurs peuvent être évalués pour détecter la fin des mouvements de clampage ou de repliement. Avec l'aide des ADC, la tension de sortie est affichée à l'utilisateur sur un ordinateur. Pour le bon fonctionnement du robot, les paramètres du moteur tels que la vitesse maximale, le sens de rotation et le courant nominal sont étalonnés au début des expériences. La tension de sortie et les courants consommés sont générés et tracés pour un cycle de locomotion du robot dans un tuyau droit de 74 mm de diamètre.
| Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
|---|
Loading...