特种机器人 城市下水道的秘密

特种机器人 | 城市下水道的秘密 

城市下水道往往承载了多种重要任务，因此长期可靠运行至关重要。

在对管径较大的下水道进行内部检查和维护时较为方便，而管径较小的下水道则相对困难，因为空间太小，工作人员不便下井操作。若下水道受损，唯一的解决方法是检查整段受影响的管道，而这项任务的成本相对高昂。

随着电子和运动控制工程领域的发展，人们现在可以对管径较小的下水道进行检查及维护。

在污水处理部门，所有的工具必须满足高度可靠的高性能标准，它们对机器人驱动的要求也非常高。

经过实践证明，现代钟罩式电枢直流电机能满足管道系统内部的严格要求。

机器人运行装置的维修车辆

通常情况下，大型污水管网非常陈旧，需要定期维护，管网损坏情况也分主次，为了更科学地对其进行维护，下水道机器人专家PROKASRO研制出多种工具和设备，包括自动维修车辆，其辅助设备包括发电机、压缩机、水箱、电子控制器、有线遥控和监控器以及操纵机器人等。

结构紧凑 灵活适配

根据维修类型的不同，下水道机器人含有各种尺寸、工具和特定功能，其共同点是通过电源电缆来供电和控制。

该电缆由32根电线、4根压缩空气软管和4根水管组成，机器人会拖曳“脐带式管缆”（位于下水道后侧）进行操作。电缆厚39毫米，标准长度为120m，运行时可达到200米。由于长度较长，加之下水道中污垢量较大，因此，强大的驱动对于平稳而言运行至关重要。

根据不同应用范围选择不同类型的机器人

FAULHABER生产的无芯转子微型直流电机解决了以上问题，还为下水道机器人配备了9台电机，以便灵活操作。

FAULHABER的驱动系统由四个轴组成，每个轴含有一台3557...CR电机，它们可连接齿轮头，以确保速度和牵引力实现最优调整。

该解决方案的优点在于，同一台机器人可以配置大车轮并在大型管道中工作，也可以换挡降低旋转速度，与车轮尺寸进行匹配。因此，速度和牵引力与车轮直径无关，车辆操作员可从事各种管道服务工作。

气动缸可确保车辆安全行驶，因为它将上部两个车轮压在管道内部，即使是管道出现裂缝或凹陷等轻微损坏，也可以通过橡胶轮胎来轻松解决。尽管尺寸较小，Faulhaber四台驱动的组合牵引力可达到1,000 N（即100千克）。

稳定高效 降低维护成本

为了检查管道内部各区域，机器人的前端设有可旋转摄像头和气动铣床，由Faulhaber的微型直流电机驱动。安装在车轮驱动装置之间的另一台电机可驱动机器人绕其纵向轴线旋转。在机头内部，铣床的倾斜装置中也含有一台直流电机。

移动摄像头：含有平移电机和对焦电机，可确保图像清晰

另外两台FAULHABER微型电机可驱动摄像头平移并控制调焦装置，其主要优点是功率密度高，结构更紧凑，以便在200毫米的管径中操作，也适用于600毫米的管径。

此外，电源小于42 V的低压电机可满足水下运作要求。其高效率可保持封闭壳内废热，并使压缩空气在合理范围内为正压。

另一个十分重要的因素是，它能直接对控制命令作出响应。监控图像的动作必须与机器人的动作保持同步，同时电机倾斜时产生的延迟必须达到最小化。这是操作员在短时间内熟悉管道并可靠移动机器人的唯一途径。