AbstractsBiology & Animal Science

Sensors in modular robotics for pipeline inspection : design and test of erekobot- σ module

by Ana Carolina Sousa




Institution: Universidade de Brasília
Department:
Year: 2014
Keywords: Detectores; Robótica; Robôs
Record ID: 1077806
Full text PDF: http://hdl.handle.net/10482/18088


Abstract

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, 2014. Oleodutos ainda são os meios mais eficientes, seguros, ecológicos e econômicos para transportar petróleo bruto a longas distâncias. Porém, o petróleo transportado e o meio em que o oleoduto se encontra podem corroer o metal a ponto de surgir falhas, afetando não só a produção, mas também o meio ambiente. Além disso, atividades como inspeção e manutenção são dificultadas devido ao difícil acesso para operadores – exposições a toxinas, uma grande variedade de terrenos e a utilização de roupas específicas são apenas alguns dos desafios. Portanto, oleodutos requerem ainda mais processos recorrentes e autônomos, o que motiva o desenvolvimento de novas tecnologias: o maquinário de inspeção deve ser barato, robusto e versátil para tarefas de manutenção, limpeza, remoção de líquidos, separação de produtos e inspeção. Os robôs modulares reconfiguráveis são máquinas autônomas com morfologia variável e, com a reorganização das conectividades de suas partes (chamados módulos), essa arquitetura oferece um maior grau de flexibilidade e tolerância a falhas por um custo menor. Por serem baratos, robustos e versáteis, os robôs modulares reconfiguráveis podem realizar tarefas de inspeção e reduzir custos de produção na Indústria do Petróleo e Óleo. O objetivo deste trabalho é projetar, construir e testar um módulo de um robô modular reconfigurável com sensores para inspeção em tubulações, chamado ErekoBot. Cada módulo deve ter a capacidade de estimar sua própria pose, detectar um obstáculo e alinhar-se com um plano (simulando uma tubulação). Neste trabalho foram escolhidos os sensores mais adequados para o ErekoBot: quatro sensores infravermelhos e uma unidade de medição inercial. Depois da definição dos sensores, o módulo completo foi projetado e seu protótipo construído, considerando forma, tamanho, peso, circuito eletrônico, posição dos componentes e material. Os testes com o protótipo mostraram que esse módulo é capaz de (1) estimar sua própria orientação, (2) detectar a presença de obstáculos e (3) alinhar-se com um plano. Essas habilidades são suficientes para simular uma situação em que o robô deve se locomover por uma tubulação, desviar de obstáculos e parar em uma posição específica para realizar uma inspeção no interior do tubo. ____________________________________________________________________________________ ABSTRACT Pipelines still are the most efficient, safe, ecological and economical environmental to transport crude oil over long distances. However, the transported oil and the environment in which the pipeline is located may corrode the metal to the point of failure, affecting not only production but also the environment. In addition, activities such as inspection and maintenance are more complex due to difficult access – exposure to toxins, a wide variety of terrains and the special cloths are just some of the challenges. Therefore, pipelines require processes recurrent and autonomous, which motivates the development of new…