Robot pentru inspectarea cablurilor folosite la suspendarea podurilor.Proiectare si analizaIntroducereSuspensia podurior este construita in scopul de a prelua greutatea constructiva a podului,a autovehiculelor ,a pietonilor etc. Deteriorarea sa distrugerea chiar a unei mici componente poate avea rezultate dezastruoase. Intr-un caz particular coroziunea otelului galvanizat sau a celui inoxidabil este direct influentata de conditiile meteo la care este supus . Inspectia periodica este esentiala in prevenirea posibilelor probleme sau defectiuni.In prezent principala metoda de inspectie este cea vizuala insa aceasta metoda nu garanteaza siguranta celui care inspecteaza cablurile acestea fiind situate la o altitudine relativ mare astfel ca o inspectare automata a cablurilor ar fi un pas important in acest sens. Un robot poate escalada cablurile avand atasata o camera video reusind sa obtina imagini privind aspectul fizic al cablurilor.Un robot patruped poate escalada cu usurinta cablurile el deplasanduse datorita fortei de frecare create intre cablu si rotile acestuia. Un sistem vacumatic este o metoda noua de a crea o aderenta insa si acest sistem isi pierde utilitatea atunci cand robotul trebuie sa se deplaeseze in linie curba.Pentru a obtine o miscare stabila au fost studiate mai multe tipuri de roboti, majoritatea avand mai multe grade de libertate.Aceste tipuri de roboti pot aborda structuri complexe cum ar fi tevile curbate insa acest proces de control necesita timp. Magnetii permanenti sunt utilizati pentru cresterea aderentei intr-un rezervor de ulei sau tevi.Cresterea numarului de magneti ar putea fi o solutie pentru cresterea magnetismului insa odata cu crestera numarului de magneti se pune problema greutatii robotului. Un robot cu masa mare poate cauza deteriorarea suprafetei cablului pe care il inspecteazaFig2. Robot pentru inspectarea cablurilor a) model 3d b) fotografieAstfel ca se recomanda folosirea unui robot simplu si cu masa relativ mica.In acest articol este prezentat un robot pentru inspectia vizualaa cablurilor folosite la suspendarea podurilor. Dupa cum este aratat in figura 2 robotul este alcatuit din 3 module identice asezate pe un cadru la 120 de grade unul fata de celalalt. Fiecare modul are 3 mecanisme functionale aderenta directie si coborare care ajuta la indeplinirea rolului functional. Fig3. Sectiune transversala a CFRC

Controlul se face wireless singurul cablu necesar fiind cel de alimentare pentru motoarele care echipeaza robotul.Robotul este echipat cu 3 camere care ofera imagini in timp real operatorului. Initial robotul a fost proiectat doar pentru inspectia cablurilor insa poate varia ca si aplicatii dearece poate transporta o greutate de 9 kg Mecanisme ale robotuluiComponentele unui cablu metalic obinuit, utilizat n aplicaiile generale, sunt prezentate n Figura4 Componenta individual de baz a unui cablu este firul. Un grup de cel puin 3 fire i ajungnd uneori pn la 110 fire formeaz un toron. Firele componente ale unui toron pot fi rsucite n jurul axei proprii, spiralate sau dispuse n mod paralel. Torsadarea mai multor toroane n jurul unui toron central creeaz structura final a cablului. Toronul central poart numele de inim (sau de toron de tip inim).Descrierea corect a componentelor cablului este foarte important n momentul efecturii monitorizrii strii de degradare a cablului. Folosirea greit a termenilor ce descriu componentele cablului poate induce n eroare i poate conduce la raionamente greite. De exemplu, interschimbarea termenilor de toron i de fir n cadrul unei analize a rupturii unui toron, poate cauza impresia unei graviti diminuate, neglijabile, cnd de fapt cablul afectat de aceast problem trebuie nlocuit ct mai repede.Trebuie luata in considerare posibilitatea aparitiei unei defectiuni in timpul functionarii.

Fig4. Structura unui cablu metalic

Fig5.Desen de ansambluFig6. Cauciucul si roata robotului

Fig7. Modul de directieFig8.Mecanism de aderenta

De exemplu intreruperea alimentarii cu energie electrica poate provoca fie blocarea robotului fie caderea libera a acestuia.Pentru a preintampina aceste probleme robotul necesita 3 unitati functionale: unitate de directie,unitate pentru aderenta ,unitate de control pentru asigurarea unei coborari sigure1 Unitatea de directie trebuie sa realizeze suficient moment de torsiune astfel incat sa se poata realiza deplasarea2 Unitatea de aderenta trebuie sa realizeze suficenta forta de frecare intre rotile robotului si cablul pe care se deplaseaza3 Unitate de control a coborarii asigura controlul deplasarii descendente in cazul aparitiei unei defectiuni.Toate aceste module sunt integrate in structura robotului.Fiecare din aceste module este prezentat in figura 7Mecanismul de aderentaCand forta de frecare este mica robotul nu se poate deplasa chiar daca momentul motor la roata este suficient de mare.Forta de frecare depinde de Forta normala si coeficientul fortei de frecare a materialelor celor doua componente. Supafata cablului este destul de denivelata ceea ce impune alegerea unui material rezistent pentru rotile robotului. S-a ales ca material EPDM care este folosit in general la constructia anvelopelor pentru autovehicule si un profil asemanator cu al rotilor de tractiune. Luand in considerare pozitionarea aproape verticala a cablurilor s-a ales urmatorul mecanism compus din: mecanism surub piulita, mecanism paralelogram,clichet care mentine piulita intr-o anumita pozitie si un arc care generaza aderenta pe suprafata cabluluiMecanismul motorRobotul are doua tipuri de roti pasive si active,cele active fiind actionate de momentul motor rezultand astfel deplasarea robotului iar cele pasive au rolul de a asigura deplasarea inapoi sau coborarea robotuluiunde: Ff- forta de frecarem- masag-acceleratia gravitationalaFw-forta motoareMecanism de control al deplasarii descendenteIn cazul unei situatii de urgenta in care robotul este blocat dina cauza unei defectiuni electrice revnirea acestuia nu este posibila.Pentru a preintampina aceste situatii s-a conceput un sistem de coborare controlata dupa cum este prezentat in figura 9Fig9.Functionarea mecanismului de control al coborarii