Проектирование мобильного робототехнического комплекса по обслуживанию нефтехранилищ

В нефтяной промышленности стальные вертикальные резервуары со временем загрязняются осадками и отложениями, что приводит к коррозии стенок, потерям полезного объема и аварийным рискам при эксплуатации. Для очистки применяются ручной, химический, механический, гидродинамический и роботизированный методы, однако нероботизированные способы опасны для обслуживающего персонала, требуют значительных материальных и временных ресурсов и могут привести к механическому повреждению стенок резервуара. Существующие роботизированные комплексы для очистки нефтехранилищ обеспечивают безопасную очистку без присутствия персонала внутри резервуара, но требуют постоянного контроля и управления со стороны оператора. Разработка мобильного автономного робототехнического комплекса позволит повысить эффективность процесса очистки, сократить время простоя технологического оборудования, снизить эксплуатационные затраты и минимизировать влияние человеческого фактора в технологическом процессе очистки нефтехранилищ.

Цель данной работы – спроектировать и осуществить компьютерное моделирование мобильного робототехнического комплекса, предназначенного для автоматизированной очистки нефтехранилищ. Для достижения поставленной цели были выполнены следующие задачи: проведено формирование кинематической и динамической моделей мобильного робототехнического комплекса с гусеничным шасси и двухзвенным манипулятором, осуществлено моделирование движения шасси с дифференциальным приводом и манипулятора в среде моделирования Simulink, проведена оценка точности позиционирования разработанной системы.

Результаты компьютерного моделирования показали, что при движении по типовой траектории в виде квадрата с длиной ребра 1 метр конечная ошибка позиционирования составила не более 0,102 метра. Накопление ошибки обусловлено отсутствием замкнутого контура управления по положению в текущей версии системы. Достигнутая точность является удовлетворительной для выполнения технологических задач очистки нефтехранилищ и подтверждает перспективность применения автономных роботизированных систем в данной области промышленности.

Заключение. Изготовленный макетный образец подтверждает практическую реализуемость предложенных технических решений и возможность их внедрения в промышленную эксплуатацию на предприятиях нефтегазового комплекса.