Для автомобилистов, ожидающих зеленого света, оживленные перекрестки в центре города ничем не отличаются от обычного утра.
Они не подозревают, что их окружает железобетон — или, точнее, что они находятся на нём. В нескольких метрах ниже сквозь темноту пробивался ослепительный поток света, пугая подземных «обитателей».
Объектив камеры передает изображения мокрых, потрескавшихся стен на землю, в то время как оператор управляет роботом и внимательно следит за дисплеем перед ним. Это не научная фантастика или ужасы, а современная, повседневная реконструкция канализации. Наши двигатели используются для управления камерой, функциями инструментов и приводом колес.
Прошли те времена, когда традиционные строительные бригады перекапывали дороги и парализовали движение на недели, работая над канализационными системами. Было бы здорово, если бы трубы можно было осматривать и модернизировать под землей. Сегодня канализационные роботы могут выполнять многие задачи изнутри. Эти роботы играют все более важную роль в поддержании городской инфраструктуры. Если нужно обслуживать более полумиллиона километров канализационных сетей, то в идеале это не должно влиять на жизнь в нескольких метрах от них.
Раньше для обнаружения поврежденных подземных труб приходилось раскапывать длинные ямы.
Сегодня канализационные роботы могут проводить обследования без необходимости строительных работ. К кабельному жгуту крепятся трубы меньшего диаметра (обычно короткие соединения с домами). Перемещать робота можно, сворачивая жгут.
Эти трубы оснащены только поворотными камерами для анализа повреждений. С другой стороны, для труб большого диаметра можно использовать станок, установленный на кронштейне и оснащенный многофункциональной рабочей головкой. Такие роботы давно используются для горизонтальных труб, а в последнее время и для вертикальных.
Наиболее распространенный тип роботов предназначен для передвижения по прямой горизонтальной линии вниз по канализационной трубе с небольшим уклоном. Эти самоходные роботы состоят из шасси (обычно это платформа с как минимум двумя осями) и рабочей головки со встроенной камерой. Другая модель способна перемещаться по извилистым участкам трубы. Сегодня роботы могут даже передвигаться по вертикальным трубам, поскольку их колеса, или гусеницы, могут прижиматься к стенкам изнутри. Подвижная подвеска над рамой позволяет центрировать устройство посередине трубопровода; пружинная система компенсирует неровности, а также небольшие изменения сечения и обеспечивает необходимое сцепление.
Роботы для очистки канализации используются не только в канализационных системах, но и в промышленных трубопроводных системах, например, в химической, нефтехимической или нефтегазовой промышленности. Двигатель должен быть способен тянуть силовой кабель и передавать изображение с камеры. Для этого двигатель должен обладать очень высокой мощностью при минимальных размерах.
Роботы для очистки канализации могут быть оснащены очень универсальными рабочими головками для самопроизвольного обслуживания.
Рабочая головка может использоваться для удаления препятствий, накипи и отложений, а также выступающих смещений муфт, например, путем фрезерования и шлифования. Рабочая головка заполняет отверстие в стенке трубы герметизирующим составом или вставляет уплотнительную пробку в трубу. На роботах с трубами большего диаметра рабочая головка располагается на конце подвижной руки.
В таком канализационном роботе необходимо выполнять до четырех различных задач управления: перемещение колеса или гусеницы, перемещение камеры, а также управление инструментом и его перемещение на место с помощью съемного манипулятора. В некоторых моделях пятый привод может также использоваться для регулировки масштабирования камеры.
Сама камера должна иметь возможность поворачиваться и вращаться, чтобы всегда обеспечивать желаемый ракурс.
Конструкция с колесным приводом отличается: вся рама, каждый вал или каждое отдельное колесо могут перемещаться с помощью отдельного двигателя. Двигатель не только перемещает основание и навесное оборудование к месту использования, но и должен тянуть кабели по пневматическим или гидравлическим линиям. Двигатель может быть оснащен радиальными штифтами для удержания подвески на месте и поглощения силы, возникающей при перегрузке. Двигатель для роботизированной руки требует меньшего усилия, чем радиальный привод, и занимает больше места, чем версия с камерой. Требования к этой силовой установке не так высоки, как к канализационным роботам.
Сегодня поврежденные канализационные трубы часто не заменяют, а обшивают пластиком. Для этого пластиковые трубы нужно вдавить в трубу под давлением воздуха или воды. Чтобы затвердеть мягкий пластик, его затем облучают ультрафиолетовым светом. Для этой цели можно использовать специализированных роботов с мощными источниками света. После завершения работы необходимо переместить многофункциональный робот с рабочей головкой, чтобы разрезать боковой отвод трубы. Это связано с тем, что шланг изначально герметизировал все входы и выходы трубы. При такой операции отверстия выфрезеруются в твердом пластике одно за другим, обычно в течение нескольких часов. Срок службы и надежность двигателя имеют решающее значение для бесперебойной работы.