Desarrollo de un robot inspector de tuberías de bajo coste

Abstract

[ES] Hoy en día, el campo de la robótica está desarrollándose exponencialmente. En esta era tecnológica, científicos, ingenieros y desarrolladoras intentan crear y descubrir nuevas aplicaciones para estos robots, con el fin de hacer la vida diaria más fácil. Sin embargo, este desarrollo todavía no ha llegado de lleno al campo de las inspecciones de tuberías. Los inspectores y operarios tienen que lidiar continuamente con problemas como obstrucciones, fugas, fracturas Deben detectar estas incidencias, localizar su posición exacta y arreglarlos. La mayoría de métodos de inspección están basados en cámaras endoscópicas que se introducen por las tuberías. Los trabajadores se ven obligados a cargar con las pesadas mangueras de cable, que además pueden romperse fácilmente. Esto se traduce en grandes pérdidas económicas para las empresas. El objetivo de este proyecto es desarrollar un robot inspector barato y útil, que permita a los trabajadores localizar las incidencias de una manera sencilla. En la fase de diseño se lleva a cabo una lluvia de idea con posibles soluciones a considerar. De éstas, las mejores se implementarán en el prototipo; por ejemplo, el control inalámbrico de microprocesador, la ligereza del chasis, emisión de video en vivo de alta calidad, visión nocturna mediante infrarrojos En cuanto al prototipo, el chasis del robot estará hecho de plástico, fabricado íntegramente con una impresora 3D. Habrá seis motores alojados en las patas para mover las ruedas y dos circuitos ESC para proporcionar la potencia suficiente a los motores. El microcontrolador empleado es la Raspberry Pi 3 Model B+ que será el cerebro del robot. Estará conectado inalámbricamente con un ordenador, que se podrá usar como control remoto. Tiene puertos GPIO, que son pines utilizados por la Raspberry Pi para interactuar con el entorno, ya que se pueden definir como entradas o salidas mediante software. En su microSD contiene almacenado el sistema operativo Raspbian y los programas Python para controlar los motores y la emisión de video en vivo. Debido a las limitaciones de tiempo, este proyecto busca establecer las bases para el desarrollo de un robot inspector de tuberías y desarrollar un prototipo con las funciones básicas, para que posteriormente pueda ser mejorado añadiéndole más sensores o modos de funcionamiento.

[EN] Nowadays, the world of robotics is growing more and more. In this technological age, scientists, engineers, and developers try to create and discover new applications for these robots to make human life easier. However, this development has not already arrived at the pipe inspection field. Pipe inspectors have to deal with problems as pipe obstructions, leaks They must detect these problems, locate their exact position and repair them. Most of the pipe inspection methods are based on endoscopic cameras that are introduced in the pipe. Inspectors are forced to carry heavy hoses, and anytime hoses get broken, they must be totally replaced (usually they cannot be repaired). That translates to big expenses in terms of time and money. The aim of this project is to develop a cheap and useful inspection robot, which allows workers to locate the exact position of the blockages in an easy way. In the design phase, a brainstorming of possible solutions is considered. After, the best ones are developed in the implementation phase, as for example wireless control, lightness, good quality images In the design of the prototype, the inspection robot has a 3D-printed chassis, six motors to spin the wheels, two circuits to give power to the motors and a Raspberry pi microcontroller. The Raspberry Pi is the brain of the robot, links wirelessly with the remote controller and executes its orders. In its microSD is stored the code to control the motors. This small computer has GPIO (General Purpose Input/Output) interfaces, which allows connecting sensors, cameras easily. The next steps to improve the prototype should be to use more GPIO with different types of sensors (proximity, temperature, pH ) and write the code to make them useful.