Hội nghị toàn quốc về Điều khiển và Tự động hoá - VCCA-2011

VCCA-2011

Phát triển robot kiểm tra và vệ sinh đường ống

Development of robot for cleaning and inspecting the sewage 1Trần Phương Nam,

2,*Nguyễn Trường Thịnh,

2Nguyễn Ngọc Phương

1Khoa Đào tạo Chất lượng cao, Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM

2Bộ môn Cơ điện tử, Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM

Email: nam19872004@yahoo.com, thinhnt@hcmute.edu.vn, phuongnn@hcmute.edu.vn

Tóm tắt: Robot kiểm tra và vệ sinh đường ống thoát nước là

một trong những khái niệm mới về robot dịch vụ

chuyên nghiệp. Đường ống thoát nước thông thường

là những ống nhỏ, người không thể chui lọt (đường

kính nhỏ hơn 0.8m). Trong bài báo này, một mô hình

robot kiểm tra và vệ sinh đường ống được thiết kế phù

hợp cho nhiệm vụ được yêu cầu. Ngoài ra trong bài

báo này cũng đề cập phương pháp, thiết kế và phát

triển robot vệ sinh trong môi trường đường ống bị tắc

nghẹt. Để thực hiện tốt các nhiệm vụ đề ra, chúng tôi

cũng đã đề xuất phương pháp cắt gọt mới để vệ sinh

ống đồng thời kiểm tra ống dưới nước. Trong phần

sau của bài báo, chúng tôi thảo luận về cách thức giao

tiếp để điều khiển robot di chuyển trong ống cống.

Cuối cùng, chúng tôi đánh giá sự thực hiện của mục

tiêu kiểm tra và vệ sinh đường ống thông qua các thí

nghiệm và kiểm tra thực tế. Ngoài ra, chúng tôi còn

xác minh hiệu quả của các phương án đề xuất thông

qua mô phỏng máy tính.

Abstract: Pipe cleaning and inspection robots are one of the

new concepts of professional robots. Sewer pipes are

typically of non-man-entry classification (less than

0.8 m diameter). In this paper, a pipe-cleaning and

inspection robot specifically designed for this

function is proposed. This paper presents a new

approach for design and development of cleaning

robots in an unknown pipe workspace. To do so, we

propose a new cutting method for cleaning work as

well as an underwater inspection method. First, we

discuss a communication which makes the cleaning

robot navigate the sewer pipe. Finally, we evaluate

the performance of our proposed inspection and

cleaning processes via experiments and real tests.

Also, we verify the effectiveness of the proposed

methods through computer simulations.

1. Phần mở đầu

Hệ thống thoát nước công cộng ở Việt Nam hoạt động

trong những điều kiện không tốt: nước thải có thể bị

rò rỉ ra ngoài, có thể gây ô nhiễm đất và nước ngầm.

Thông thường, nước thải bao gồm các hóa chất

thường được sử dụng hiện nay. Chúng chứa những

thành phần kim loại nặng ko có khả năng phân hủy

sinh học và có thể tích lũy trong cặn sông, thực vật,

côn trùng và cá. Chúng thường có nguồn gốc từ công

nghiệp và có thể gây độc hại cho con người và sinh

vật. Ở Việt Nam, đôi khi, chất thải công nghiệp chảy

vào cống hoặc các hộ gia đình luôn luôn xả tất cả mọi

thứ sản phẩm mà họ sử dụng vào nước thải.Trong khi

đó, hầu hết các đường ống nước thải tại Việt Nam có

kích thước cống mà người không thể chui qua được

với đường kính nhỏ hơn 0.8(m). Đó là nguyên nhân

đường cống thoát nước bị tắc nghẽn, nước cống bị ứ

đọng, không chảy được, gây ngập và ô nhiễm cho khu

vực. Do đó, rất khó khăn trong việc nạo vét, bảo trì và

vệ sinh vì đường kính cống nhỏ, công nhân vệ sinh

không thể chui lọt. Thông thường hiện nay, để bảo trì

và vệ sinh những hệ thống đường ống thoát nước như

vậy, người ta khảo sát bằng cách gắn một máy ảnh và

ánh sáng trên một tấm trượt, được kéo đi, hoặc trên

một máy kéo, chạy bên trong hệ thống thoát nước, sản

xuất một video ghi lại tình trạng của đường ống. Sau

đó, cũng như khảo sát, người ta vệ sinh cống bằng

cách gắn thiết bị nạo vét cống và dùng tời kéo (sức

người hoặc dùng máy kéo) chạy qua chạy lại bên

trong ống cống để lấy ra các chất bẩn gây tắc nghẽn.

Trong cả hai trường hợp những người làm việc dưới

mặt đất, điều khiển phương tiện, sử dụng cáp để được

dẫn hướng và thu thập dữ liệu. Quá trình trên là phức

tạp và tốn nhiều lao động trong thực tế. Đây là động

lực cơ bản để thiết kế một robot có thể di chuyển tự

chủ thông qua hệ thống cống rãnh, có khả năng ghi

video cống và thu hồi quan sát của máy ảnh ngay lập

tức để đánh giá sự biến dạng ống cống. Mục tiêu của

bài báo của chúng tôi là nhìn vào khả năng của một hệ

thống thị giác hoạt động, tức là làm thế nào để một

robot khảo sát có thể sử dụng máy ảnh của mình để

định hướng trong một đường ống trong khi di chuyển.

Công việc là một phần của một dự án nhằm phát triển

một robot để khảo sát hệ thống thoát nước một cách

độc lập. Dự án được tập trung vào ống cống bê tông

điển hình. Robot có kích thước khoảng một nửa kích

thước của đường kính thoát nước, phải có khả năng

liên kết chính nó với trục ống. Theo các thông tin thì

hình dạng hình học của cống hầu hết là hình trụ . Như

vậy, một ràng buộc hình học trên môi trường làm việc

của robot có thể mong đợi.

263

Hội nghị toàn quốc về Điều khiển và Tự động hoá - VCCA-2011

VCCA-2011

H.1 Mô hình của robot kiểm tra và vệ sinh đường ống thoát

nước Công việc làm sạch hệ thống thoát nước và kiểm tra

thường là một nhiệm vụ nguy hiểm, tẻ nhạt, nhàm

chán, lặp đi lặp lại. Do đó, việc sử dụng robot cho

công việc này khá phù hợp. Trong bài báo này, robot

được thiết kế cho công việc làm sạch đường ống nước

thải, trong điều kiện ngập nước (H.1). Có một số bài

báo có đề cập các robot làm việc trong ống dẫn nước

thải, tuy nhiên hầu hết là áp dụng đối với các vấn đề

kiểm tra đường ống. Chỉ một số nhỏ các bài báo bàn

cụ thể về các robot làm sạch đường ống tuy nhiên họ

chỉ mô tả các công trình làm sạch đơn giản, do đó khó

có thể áp dụng vào cống Việt Nam. Vì vậy trong bài

báo này chúng tôi chủ yếu tập trung vào việc kết hợp

nhiều chức năng cho robot để có thể di chuyển trong

đường ống nước thải, làm sạch và kiểm tra hoàn thiện,

như một robot dịch vụ hoạt động hiệu quả. Trong các

phần sau bao gồm: thiết kế cơ khí, nguyên lý và cơ

cấu làm sạch, kiểm soát và điều khiển robot, và một

số kết quả xét nghiệm được trình bày. Các xét nghiệm

được thực hiện trong phòng thí nghiệm và thực tế. Bài

viết này kết thúc với kết luận chính.

2. Thiết kế cơ khí

H.2 Tác động của các vấu xích trong việc bám và vượt

chướng ngại.

Sự lựa chọn cách robot di chuyển trên bề mặt bên

trong đường ống là rất phức tạp, đặc biệt là dưới nước

do môi trường phức tạp, có thể gặp phải các chướng

ngại vật không xác định được. Lựa chọn có sẵn

thường bao gồm bánh xe, xích, chân, và các kiểu kết

hợp. Vì vậy sự lựa chọn của phương pháp di chuyển

phụ thuộc hoàn toàn vào môi trường và các dạng điều

khiển. Trong đường ống nước thải, có rất nhiều

chướng ngại vật, nhưng không cao hơn 40% chiều cao

bánh xe hoặc 10% đường kính ống sau khi phá vỡ

chúng. Để tăng độ bám đường và ổn định, bánh xích

được sử dụng để tăng độ bám dính vào bề mặt ống

như H.2. Do đó, bộ ba nh xích được thiết kế cao hơn

so với những trở ngại trong đường ống. Robot có thể

vượt qua những trở ngại nhỏ hơn 40-50% đường kính

lớn nhất của bánh xích. Robot có thể hoạt động trong

cả trường hợp địa hình thô hay môi trường ngập nước,

độ bám đường kém và nhiều trở ngại bên trong các

đường ống nước thải. Để robot hoạt động hiệu quả

trong đường ống, ba tiêu chí quan trọng nhất là không

thấm nước, không lún xuống bùn và lực kéo phải đủ

để vượt qua chướng ngại vật. Tất cả các thông số trên

phụ thuộc nhiều vào các tính chất bùn như tính chất

hạt, độ cứng và dính, cũng như trọng lượng của robot

và diện tích bề mặt tiếp xúc của bánh xích. Một số

sách cung cấp cho chúng ta các kích thước theo một

hệ thống, kí hiệu đại diện cho một số thông số như

chiều rộng B, D chiều cao, l chiều dài, h chiều sâu

xích, và trọng lượng Robot W. Bên cạnh đó, các

thông số khác có thể được sử dụng như là góc ma sát

nội bộ , tỷ số công suất n, modul biến dạng kc and k,

hệ số gắn kết c, tỉ trọng và các thông số được suy ra

Nc, Nq and N. Trong robot, tỷ lệ chiều dài với chiều

rộng là khoảng 1,0 đến 1,8. Độ sâu gây lún z phụ

thuộc vào trọng lượng robot và các thông số bùn như

là:

n

c

Wbz

A k bk

(1)

Lực kéo của móc kéo được tính như sau:

111

' tan 2 1

nn

n

DP c

WF Ac H W n k bk

l

(2)

Bởi vì độ cao bùn đất, chất cặn trong cống sau khi bị

phá vỡ luôn luôn nhỏ hơn 40% chiều cao của xích, do

đó buồng lái của robot di chuyển trong môi trường

bình thường. Chiều rộng xích cũng nên được tăng tối

đa để giảm gây lún trong những hỗn hợp kết dính như

cặn, bùn đặc. Trong nghiên cứu này, để tăng độ bám

đường, giảm ngập lún, giảm độ nén và độ ủi, chiều

dài xích được thiết kế tối ưu. Và để có được lực kéo

tốt, kích thước và hình dạng của các vấu xích được

thiết kế sao cho không ảnh hưởng đến khả năng

chuyển của robot.

Để vượt những chướng ngại vật trong đường ống, vấu

xích của robot được thiết kế đặc biệt. Mô-men xoắn

w được xác định bởi hàm số phụ thuộc vào kích

thước bước xích h và bán kính R là:

22

cos tanw

R hMgR a

R R h

(3)

Các vấu xích có biên dạng hình học sao cho giúp ích

trong việc leo vượt chướng ngại vật thể hiện trong

hình H.2. Do đó, nó cho phép leo vượt trở ngại ngay

cả khi bán kính R = h (chiều cao chướng ngại vật).

Xích rất cứng vững, giúp cho robot leo vượt ngại vật

dễ dàng.

Các bánh xích được dẫn động bởi động cơ điện. Dựa

vào bán kính bánh xích R, cùng với một tỉ lệ truyền

TN và năng suất t, một động cơ M có mô-men xoắn

264

Hội nghị toàn quốc về Điều khiển và Tự động hoá - VCCA-2011

VCCA-2011

m điều khiển bởi một bộ khuếch đại (A) có hiệu suất

q. Lực đẩy FL cho phép robot di chuyển ở một tốc độ

nhất định trên địa hình theo phương trình tính toán

dưới đây.

W m NL t q

TF

R R

(4)

Vấn đề lớn nhất của hệ thống thoát nước công cộng là

đường ống quá nhỏ để có thể kiểm tra bằng con

người. Đường kính của các đường ống thay đổi từ 20

đến 80 cm. Để đối phó với loại cống này, một số giải

pháp đã được trình bày. Robot sẽ được điều khiển bởi

một bộ phận điều hành bên ngoài cống, người điều

khiển ngồi trong một xe ôtô gần một cửa cống, có

nhiệm vụ truyền thông tin và năng lượng qua một kết

nối cáp. Tuy nhiên robot không thể vượt qua đường

cong. Ngay cả những hốc chuyển vị rất nhỏ là những

trở ngại không thể xử lý được.Trong bài báo, một

robot có bánh xích đã được điều tra có thể làm việc

dưới nước trong đường ống cần làm sạch với đường

kính 300 mm.

Robot phải có nguồn cung cấp điện riêng của mình và

phải đáp ứng các khía cạnh an toàn mạnh mẽ. Các yêu

cầu của robot là: hoạt động từ xa, vượt qua những trở

ngại với chiều cao nhỏ hơn 300 mm. Các kích thước

của robot phụ thuộc chủ yếu vào cửa cống và đường

kính của ống dẫn nước thải. Vì vậy, trong bài báo này,

robot được thiết kế và phát triển giống như một xe

tăng có bánh xích phù hợp với các đường ống. Các dữ

liệu, điều khiển, nguồn điện và cảm biến được gắn

vào robot trong một không gian rất nhỏ. Hình thức

của nó được thể hiện trong H.3.

H.3 Mô hình hóa của robot kiểm tra và vệ sinh đường ống.

Hình trên cho thấy thiết kế robot được đề xuất. Việc

thực hiện thực tế của một robot làm sạch là một vấn

đề liên ngành nhưng trong bài báo này, sự chú ý được

tập trung vào thiết bị truyền động, cảm biến, các thiết

bị điện tử và khả năng sử dụng của chúng.Thiết kế cơ

khí của một robot kiểm tra và vệ sinh cho đường ống

nước thải phải được tính toán kĩ và đủ nhỏ để di

chuyển vào ống điển hình trong một mạng lưới thu

gom nước thải, cũng như trọng lượng đủ để di chuyển

dễ dàng và loại bỏ cặn bẩn trên bề mặt ống. Trong

thiết kế của nó, một số vấn đề khác nhau phải được

giải quyết: hiệu quả của thiết bị làm sạch, vị trí của

các bánh xe định vị, các cảm biến trên xe, và nguồn

cung cấp năng lượng cho robot.

3. Nguyên lý và cơ cấu làm sạch

H.4 Nguyên lý loại bỏ các điểm bùn trên bề mặt ống.

Hầu hết các robot làm sạch hệ thống thoát nước sử

dụng một tia nước như là thiết bị làm sạch nguyên tắc,

nhưng trong trường hợp của chúng tôi, có nhiều sự

khác biệt với những người khác. Ở Việt Nam, mạng

lưới thoát nước được sử dụng trong một thời gian dài,

những cặn bã trên các đường ống nước thải rắn, rác

thải, mùn hay đôi khi chúng còn là những đống đổ nát

hoặc xà bần. Vì vậy, một nguyên lý mới để làm sạch

các đường ống thu gom nước thải nên được đưa ra và

được sử dụng tại Việt Nam.

265

Hội nghị toàn quốc về Điều khiển và Tự động hoá - VCCA-2011

VCCA-2011

Hình 5. Nguyên lý loại bỏ các điểm bùn trên bề mặt ống

. Trong bài báo này, một nguyên lý về thiết bị làm sạch

được đề cập như H.4 và H.5. Nguyên lý làm sạch của

robot dựa trên một đĩa cắt chạy bằng điện, đó là lý

tưởng cho một ứng dụng robot. Tùy thuộc vào loại bề

mặt, đầu dao cắt có thể rất hiệu quả vì nó làm sạch

bằng cách cắt và xoay, tạo ra momen xoắn cuốn chất

bẩn đã bị cắt nhỏ ra xung quanh. Hơn nữa, thiết kế

của nó là rất đơn giản và rẻ tiền, chỉ có hai phần: một

đĩa chứa nhiều lưỡi dao cắt, và một tia nước. Trục

xoay của đĩa cắt trùng với đường tâm của ống. Do đó,

có thể cắt và nghiền nát các điểm cặn cứng.

Có rất nhiều phương pháp để loại bỏ vật rắn bám vào

bề mặt của ống như tác động của vòi phun nước hoặc

cơ khí bằng cách cắt. Tuy nhiên, trong nghiên cứu này

một dao cắt được chọn để làm sạch các đường ống

nước thải. Việc lựa chọn các công cụ cắt phụ thuộc

vào mức độ gắn bó giữa ống và cặn bám. Nếu các đối

tượng bám bụi và rác thải, vòi phun nước có thể được

sử dụng. Nhưng đôi khi có đất khô cứng và thanh

gạch vụn trên đường ống, rất khó để loại bỏ chúng,

đối với trường hợp này, hiệu ứng cơ học bằng cách

cắt phá nên được sử dụng. Công cụ được sử dụng

trong robot để cắt được biết đến như một đĩa cắt.

Trong quá trình làm sạch, công cụ cắt, xén hoặc kéo

rác thải, mùn ra khỏi bề mặt cống. Cặn bám dính

trong các đường ống nước thải, do đó rất khó để loại

bỏ nó. Cặn bị cạo phá bởi các lưỡi dao cắt và chuyển

động xoay quanh trục ống của đĩa. Khi đĩa cắt quay

quanh trục của nó, các lưỡi dao quay theo, tạo ra lực

cắt tác dụng lên các chất bẩn bám dính để cắt bỏ hay

nghiền nát chúng. Trong bài báo, một nguyên lý mới

về làm sạch đường ống nước thải cho thấy loại bỏ vật

bám với một con dao cắt dạng đĩa. Trong quá trình

cắt, có một mối quan hệ giữa tốc độ quay và bước tiến

của dao cắt. Mối quan hệ này là rất quan trọng nếu

chất lượng và hiệu quả được xem xét.

H.6 Mô phỏng sự biến dạng của dao cắt qua phần mềm

Abaqus.

4. Thiết kế điện

Phần lớn các đường ống nước thải có kích thước

người không thể chui lọt. Để xử lý các đường ống như

vậy, người ta sử dụng nền tảng con robot teleoperated.

Trong bài báo này, robot được kết nối với bên ngoài

bởi một dây cáp để cung cấp năng lượng, truyền các

lệnh từ người điều khiển thiết bị, đồng thời truyền dữ

liệu trở lại người điều khiển. Bên cạnh đó, dây cáp

còn có vai trò như một sợi dây sống còn trong trường

hợp robot bị mắc kẹt trong đường ống, và có thể là

dây đo cho khoảng cách đi được. Một thay thế cho hệ

thống điều khiển bằng dây cáp là một robot tự động

có thể từ xa không dây. Tuy nhiên, việc thực hiện liên

kết thông tin liên lạc và cung cấp điện trở nên khó

khăn hơn, đó là một bất lợi lớn so với tính di động đạt

được. Hệ thống thoát nước là một môi trường độc hại

đối với các robot để làm việc. Nó là một nơi hẹp, trơn,

bẩn và ẩm ướt. Nó có thể gặp tất cả các mức độ ngập

nước trong một đường ống thoát nước, từ khô đến

hoàn toàn bị ngập lụt. Nó có thể bao gồm các chướng

ngại vật như trầm tích và bị hư hại như các vết nứt, lỗ,

nút giao được xây dựng hoặc rễ cây phát triển đâm

xuyên thành đường ống. Để đi theo chính xác tuyến

đường đã vạch, để cung cấp thông tin hữu ích và kịp

thời cho người điều khiển, định vị chính xác là không

thể thiếu. Do đó, điều khiển bằng dây cáp là lựa chọn

tối ưu.

Monitor

Center panel

Manhole

Sewer pipe Robot

H.7 Sơ đồ làm việc của robot. Robot vệ sinh đường ống có thể xác định vị trí của nó

dựa vào 1 bánh xe quay có gắn encoder, để tính được

đoạn đường mà robot di chuyển được. Nhận gửi dữ

liệu thô đến máy chủ định vị mỗi giây. Các máy chủ

định vị nhận được các dữ liệu thô và cũng có thể nhận

được dữ liệu từ một trạm tham chiếu được cài đặt gần

đó. Các máy chủ tính toán vị trí chính xác tất cả các

máy thu trong thời gian thực và gửi dữ liệu định vị

cho robot. Robot này có hai động cơ. Robot chuyển

động bằng một động cơ AC với hộp số được đặt ở

thân sau của robot. Các động cơ kết nối trực tiếp vào

bánh xe theo dõi để tránh những chậm trễ. Robot hoạt

động bằng cách sử dụng một đơn vị kiểm soát, cho

phép nó được điều khiển bằng dây cáp. Các tín hiệu

từ điều khiển và bảng điều khiển kiểm soát vi điều

khiển để chuyển đổi tín hiệu thích hợp cho các thiết bị

truyền động Robot. Sơ đồ điều khiển của robot được

thể hiện trong H.7.

5. Kết quả và thảo luận

Trong bài báo, một robot đã được nghiên cứu có khả

năng làm việc dưới nước trong đường ống cống với

đường kính 300 mm. Khó khăn chính trong việc thiết

kế là tìm ra một mô hình đáp ứng các nhu cầu như:

chi phí thấp, độ tin cậy và dễ dàng sử dụng cũng như

có thể làm việc trong môi trường ẩm ướt. Sau một

thời gian ngắn của nguyên mẫu xây dựng, robot có thể

làm sạch và kiểm tra các đường ống nước thải. Một

loại mới của robot đã được thiết kế và chế tạo để làm

266

Hội nghị toàn quốc về Điều khiển và Tự động hoá - VCCA-2011

VCCA-2011

sạch và kiểm tra các đường ống nước thải của các

mạng lưới nước thải thành phố Hồ Chí Minh thể hiện

trong H.3. Những lợi thế và đặc điểm của bộ phận cơ

khí được phân tích ở phần trên. Robot này cũng có thể

được sử dụng vào các mục tiêu khác nhau với đường

kính cống khác nhau bằng các vấu xích có biên dạng

cong phù hợp. Hầu hết các đặc tính của robot được

xác định bởi khả năng hoạt động tự động và di động

trong hệ thống cống rãnh. Các yêu cầu của robot là:

hoạt động từ xa, vượt qua những trở ngại với chiều

cao nhỏ hơn 300 mm. Các kích thước của robot phụ

thuộc chủ yếu vào cửa cống và đường kính của ống

dẫn nước thải. Vì vậy, trong phần này, khái niệm của

robot giám sát và làm sạch hệ thống thoát nước được

thử nghiệm, đó là một robot được thiết kế và phát

triển giống như một chiếc xe tăng nhỏ phù hợp với

các đường ống nước thải tại Việt Nam. Các hệ thống

điều khiển, kiểm soát, cung cấp năng lượng và cảm

biến được gắn vào robot trong không gian rất nhỏ. Từ

quan điểm công nghệ, một trong những giải pháp cho

vấn đề này là sử dụng một robot được mô tả trong

phần trên. Hệ thống này được điều khiển bởi một

người điều hành bên ngoài, những người đang ngồi

trong một chiếc xe ôtô gần một cửa cống. Thông tin

và nguồn năng lượng được cung cấp bởi một kết nối

cáp. Để có được những hình ảnh bên trong đường ống

khi kiểm tra hoặc làm sạch, một máy ảnh CCD được

sử dụng và gắn liền với robot. Trọng lượng của máy

ảnh phải nhẹ. H.3 cho thấy việc thiết kế robot đề xuất

và phát triển. Việc thực hiện thực tế của một robot

kiểm tra và làm sạch là một vấn đề liên ngành nhưng

trong bài báo này, sự chú ý được tập trung vào các bộ

phận cơ khí và khả năng sử dụng của chúng.

Trong bài báo, các robot ống cống đã được sử dụng

để tương tác giữa hiện thực và ảo trong các thí

nghiệm. Các giao diện làm việc chung của hệ thống

ảo được đề xuất cho con robot như trong H.8. Nó cho

phép người dùng thực hiện hệ thống, xác định, vận

tốc, và kiểm soát vị trí của robot.

H.8 Giao diện đồ họa của mô hình ảo và thực tế.

H.9 Robot di chuyển trong đường ống nước thải thực tế.

267

Hội nghị toàn quốc về Điều khiển và Tự động hoá - VCCA-2011

VCCA-2011

H.10. Ảnh chụp trong ống cống từ camera của robot

Một mô hình thiết kế 3D của robot được thực hiện bởi

phần mềm Solidworks và chuyển đổi thành VRML

(Virtual Reality Modeling Language), để phổ biến

hơn về các ứng dụng ảo. Giao diện người dùng được

phát triển bằng ngôn ngữ Visual Basic. Giao diện đồ

họa (Graphic User Interface) của VRML thường trình

bày một cảnh trên một màn hình máy tính cùng với

các công cụ xem cho phép người sử dụng xoay, di

chuyển, hoặc tác động các đối tượng như là con robot

thật sự.

Trong bài báo này, các quy trình kiểm tra và làm sạch

đã được thử nghiệm trong thực tế. Robot được thử

nghiệm bên trong các đường ống nước thải có đường

kính 300 mm và kiểm soát để di chuyển thẳng về phía

trước như là H.9.Các robot đã được thử nghiệm cho

tất cả các loại này. Các xét nghiệm trong ống thẳng

của đường kính 300 mm đã được thực hiện để kiểm

tra các tình trạng trong đường ống. Trong một tình

huống điển hình, đối với ống dài không hơn 100m có

thể được kiểm tra trong một lần di chuyển. Robot đã

được thử nghiệm dựa trên phương pháp đề xuất và

một hình ảnh thoát nước được chụp bởi máy ảnh CCD

trên robot. Chúng tôi thực hiện một số thí nghiệm để

kiểm tra máy quét tùy chỉnh trong ống cống ướt.

Robot di chuyển trong ống nhựa có đường kính khác

nhau (300 mm và 400 mm). H.10 cho thấy một hình

ảnh từ máy ảnh CCD được thực hiện bên trong đường

ống. Các thí nghiệm trong hệ thống cống rãnh thực sự

ẩm ướt vẫn được thực hiện để kiểm tra.

Kết luận Bài viết này đề cập đến một loại mới của robot kiểm

tra và làm sạch ống nước thải phù hợp với môi trường

làm việc dưới cống dẫn nước thải. Có thể tóm tắt

những gì đã làm được trong dự án này như sau:

- Một robot được thiết kế để sử dụng làm sạch và

kiểm tra các đường ống nước thải của mạng lưới nước

thải thành phố Hồ Chí Minh. Robot này cũng có thể

được sử dụng vào các đường ống khác nhau với

đường kính khác nhau bằng cách thay bánh xích ôm

theo đường cong của ống.

- Một hệ thống điều khiển đơn giản được thiết kế để

điều khiển robot.

- Kết quả thử nghiệm cho thấy các bộ điều khiển có

hiệu quả có thể cải thiện kiểm soát chất lượng. Điều

này có nghĩa rằng phương pháp này có thể được thực

hiện và đáp ứng nhu cầu hiện tại.

Tài liệu tham khảo

[1] K.-U. Scholl, V. Kepplin, K. Berns, R. Dillmann, “An Articulated Service Robot for Autonomous

Sewer Inspection Tasks,” IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, pp. 1075-1080.

[2] Frank kirchner, Joachim Hertzerg, “A Prototype Study of an Autonomous Robot Plaform for Sewage System Maintenance,” Autonomous Robots, Kluwer Academic Publishers, pp. 1-12, 2000.

[3] Erich Rome, Joachim Hertzberg, Frank Kirchner, Ulrich Licht, Thomas Christaller, “Towards autonomous sewer robots: the MAKRO project,” Urban Water, pp. 57-70, 1999.

[4] Shimon Y. Nof, Handbook of Industrial Robotics, 2nd Edition, Wiley, 1999.

268