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Title: Projeto de dispositivo robótico com sistema intercambiável de locomoção para inspeção de tubulações industriais.
Authors: Teotônio, Rodrigo de Oliveira
metadata.dc.contributor.advisor: Sousa, Diogo Antônio de
Barros, Luiz Guilherme Dias de
metadata.dc.contributor.referee: Sousa, Diogo Antônio de
Silva, Washington Luís Vieira da
Tayer, Sávio Sade
Keywords: Robôs
Tubulação
Tubulação industrial - inspeção
Tubos
Projeto Mecânico
Esteiras
Issue Date: 2021
Citation: TEOTÔNIO, Rodrigo de Oliveira. Projeto de dispositivo robótico com sistema intercambiável de locomoção para inspeção de tubulações industriais. 2021. 76 f. Monografia (Graduação em Engenharia Mecânica) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2021.
Abstract: Tubulações são utilizadas para os mais variados fins na indústria para o transporte de fluídos. Estes, devido suas características muitas vezes corrosivas ou abrasivas, ocasionam processos de desgastes químicos e físicos nos tubos. Assim, a inspeção de tubulação surge com o intuito de se evitar falhas - que geram um grande custo econômico, além de colocar pessoas em risco. Nesse contexto, a utilização de robôs surge como uma forma de manutenção preventiva, tornando possível inspecionar tubulações nas mais variadas condições. Diversas plataformas foram desenvolvidas nos últimos anos com este intuito, porém, muitos são os desafios principalmente no quesito de movimentação. Durante uma inspeção são encontrados diversos obstáculos, tais quais descontinuidades, partes alagadas, obstruções, dentre outras. Além disso, muitos desses dispositivos são importados, tendo um alto custo de aquisição/manutenção. Assim, o presente trabalho se propõe a construir um dispositivo robótico com componentes disponíveis no mercado nacional através da incipiente impressão 3D. São apontados na revisão bibliográfica conceitos de engenharia de projetos, robôs de inspeção, sistemas de locomoção, parâmetros de projeto, materiais de construção mecânica e principais eletrônicos embarcados. A pesquisa é de caráter exploratório, visando estudar a aplicação deu um robô para rotina de inspeção de tubulações em uma mineradora, adotando uma abordagem mista (qualitativa e quantitativa). Foi desenvolvido para o dispositivo foi desenvolvido um sistema intercambiável de movimentação, utilizando rodas e esteiras – dois dos principais sistemas de movimentação utilizados nos robôs presentes na literatura. Sua construção é por meio de módulos para facilitar a intercambialidade e desempenho foi medido de acordo com parâmetros como robustez, estabilidade, capacidade de tração e dirigibilidade. Foram comparados o desempenho do robô para cada módulo, concluindo que o módulo de rodas desempenha melhor em termos de mobilidade, enquanto o de esteiras, possui maior estabilidade e capacidade de tração.
metadata.dc.description.abstracten: Tubes have many uses inside the fluid transport industry. Fluids' corrosive or abrasive characteristics cause chemical and physical wear processes in the pipes. Thus, the inspection of pipes is used to prevent failures, which generates high costs and puts people at risk. For that, the use of robots appears as a form of preventive maintenance, enabling the inspection of pipes under the most diverse conditions. Several platforms have been developed in recent years for this application; however, there are many challenges, especially regarding movement. During an inspection, it is possible to find several obstacles, such as discontinuities, flooded parts, obstructions, among others. Furthermore, many of these devices are imported, having a high acquisition or maintenance cost. Thus, the present work proposes constructing a robotic device with electronic components that are easy to buy off-the-shelf in the national market. Most mechanical components are built through incipient additive manufacturing except parts with dimensional tolerances or movement functions, like pulleys and shafts. An interchangeable locomotion system is developed using wheels and tracks: two of the main approaches used in robots present in the literature. Its construction is in modules to facilitate the interchangeability between those systems. The performance is measured according to parameters such as strength, stability, traction capacity, and handling. The robot performance for each module is compared, concluding that the wheel module performs better in terms of mobility while the track module has greater stability and traction capacity.
URI: http://www.monografias.ufop.br/handle/35400000/3654
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