Diseño de un sistema de inspección de tuberías mediante cámara y robot móvil

Abstract

This project involves the design and assembly of a system that facilitates the inspection of wastewater and rainwater collectors of a hydraulic installation of a dwelling, industrial building or other building type. The setup consists of a device capable of capturing and sending image and data remotely in streaming, allowing also the remote control. It consists of a camera and sensors that send information to a Raspberry Pi, responsible for compressing the data and send them through a web interface, using Ethernet cable to a router, which creates a local network that allows access. This graphical interface consists of three parts: the first streams video, the second allows one to turn the crown of LEDs to intensity levels and the last shows a graph with the values of temperature and humidity inside the structure that the system covers thanks to a sensor that is contained inside. Keeping in mind the danger of working in a humid environment, the structure has been designed and printed in 3D meticulously. This is why it has been designed with a certain degree of tightness, avoiding holes through which moisture could be introduced. In terms of displacement, after analysing different alternatives, it was decided to design and print 3D semi-spherical wheels that act not only as wheels, but also avoid direct contact of the casing with the pipe, thus prolonging its lifespan by reducing the friction it experiences. In addition, it is possible to couple different wheel sizes, modifying the final height at which the camera sits. The reason for this is to position the lens concentrically to the pipe, and to have a more balanced viewing angle. The objective of the present project is to offer an aid in the detection of cracks by which wastewater goes through and where leaks, which can generate damages in the building. On the other hand, this project offers a more economical solution to companies who cannot afford to purchase any product of the same capabilities that is currently on the market.

En el presente trabajo se ha realizado el diseño y montaje de un sistema que facilita la inspección de colectores de aguas residuales y pluviales de una instalación hidráulica de una vivienda, industria o de un edificio para otros usos. El proyecto consiste en un dispositivo capaz de capturar y enviar imagen y datos a distancia en streaming, permitiendo igualmente el control remoto. Está compuesto por una cámara y sensores que envían información a una Raspberry Pi, encargada de comprimir los datos y enviarlos a través de una interfaz web, mediante cable Ethernet a un router, el cual crea una red local que permite acceder a ella. Esta interfaz web se compone de tres partes: la primera de ellas muestra el vídeo en Streaming; la segunda permite encender en tres niveles de intensidad la corona de leds, y la última muestra una gráfica con los valores de temperatura y humedad en el interior de la carcasa, que abarca el sistema gracias a un sensor que se dispone en su interior. La carcasa ha sido proyectada e impresa en 3D teniendo en cuenta el peligro que supone trabajar en un entorno húmedo. Es por ello por lo que se ha diseñado con cierto grado de estanqueidad, evitando orificios por los que pudiera introducirse humedad. En lo referente al desplazamiento, tras analizar diferentes alternativas, finalmente se ha optado por diseñar e imprimir en 3D unas ruedas semiesféricas que actúan no solo como ruedas, sino que además, evitan el contacto directo de la carcasa con la tubería, prolongando así su vida útil al reducir la fricción de la misma. Es posible acoplar diferentes tamaños de ruedas, modificando así la altura final en la que se dispone la cámara. El motivo de esto es para situar la lente de manera concéntrica a la tubería, y tener un ángulo de visión más equilibrado. El objetivo del presente proyecto es ofrecer una ayuda en la detección de grietas por las cuales tienen lugar las filtraciones y que pueden generar daños en el edificio; además de ofrecer una solución más económica a las empresas que quieran adquirir este producto y no puedan optar, debido a los costes que supone una solución de estas mismas características en el mercado actual.

En el present treball s'ha realitzat el disseny i muntatge d'un sistema que facilita la inspecció de col·lectors d'aigües residuals i pluvials d'una instal·lació hidràulica d'una vivenda, indústria o d'un edifici per a altres usos. El projecte consistix en un dispositiu capaç de capturar i enviar imatge i dades a distància en streaming, permetent igualment el control remot. Està compost per una cambra i sensors que envien informació a una Raspberry Pi, encarregada de comprimir les dades i enviar-los a través d’una interfíciw web, mitjançant un cable Ethernet a un rúter, el qual crega una xarxa local que permet accedir a ella. Aquesta interfície web es compon de tres parts: la primera d'elles mostra el vídeo en Streaming; la segona permet encendre en tres nivells d'intensitat la corona de leds, i l'última mostra una gràfica amb els valors de temperatura i humitat en l'interior de la carcassa que comprén el sistema gràcies a un sensor que es disposa al seu interior. La carcassa ha sigut projectada i impresa en 3D tenint en compte el perill que suposa treballar en un entorn humit. És per això que s'ha dissenyat amb un cert grau d'estaquïtat, evitant orificis pels quals poguera instroduir-se humitat. Pel que fa al desplaçament, després d'analitzar diferents alternatives, finalment s'ha optat per dissenyar i imprimir en 3D unes rodes semiesfèriques que actuen no sols com a rodes, sinó que, a més, eviten el contacte directe de la carcassa amb la canonada, prolongant així la seua vida útil perquè es reduïsca la fricció de la mateixa. És possible acoblar diferents grandàries de rodes, modificant així l'altura final en què es disposa la cambra. Tot açò es fa per a situar la lent de manera concèntrica a la canonada, i tindre un angle de visió més equilibrat. L'objectiu del present projecte és oferir una ajuda en la detecció de clavills pels quals tenen lloc les filtracions i que poden generar danys en l'edifici; a més d'oferir una solució més econòmica a les empreses que vullguen adquirir aquest producte i no s'ho puguen permetre com a conseqüència dels costos que suposa una solució d'aquestes mateixes característiques en el mercat actual