Publikováno: 09. 05. 2014

Současným trendem moderní architektury je výstavba výškových budov s uplatněním fasádních systémů z plochého bezpečnostního skla na nosném rámu. Roste poptávka po zařízeních a nových technologiích, které umožní efektivním způsobem řešit problémy čištění, inspekční činnosti, montážní a další servisní aplikace.

Příkladem je kontrola neporušenosti pláště velkých tlakových nádob s hladkým povrchem. Pro tyto účely bylo v posledních několika letech vyvinuto mnoho servisních robotů, resp. mobilních podvozků s různým charakterem pohybu a schopností překonávat výškové nerovnosti. Zcela zásadním problémem je návrh přídržného systému, který musí s vysokou bezpečnostní odolávat nepříznivým podmínkám provozu. Podstatný problém je působení gravitace dané vertikálním sklonem stěny a proměnlivý charakter koeficientu tření na povrchu, po kterém se zařízení pohybuje. Nepříznivým vlivem jsou přídržné elementy na skleněných fasádách, přechody mezi skly a stav povrchu daný vlhkostí a různým stupněm znečištění. Systém musí disponovat dostatečnou užitečnou nosností pro technologickou nebo inspekční nástavbu.

Na Technické univerzitě v Liberci byl vyvinut servisní robot ROBOTUL® Vertical Climber 02, který unikátním způsobem řeší pohyb na hladkých a strukturovaných stěnách, se schopností realizovat přímočarý pohyb ve zvoleném směru, zajistit stabilitu dráhy, bezproblémové natáčení a překonávání diskontinuit povrchu a montážních otvorů. Umožňuje tak pohyb po vertikálních a i záporně nakloněných stěnách s vysokou mírou bezpečnosti.

ROBOTUL® Vertical Climber 02 je v kombinaci s technologickými nástavbami určen pro mytí, čistění stěn a pro realizaci inspekčních činností, jako je kontrola stavu pláště v místě konstrukčního upevnění skla a kontrola neporušenosti pláště tlakových nádob z nerez oceli.

Mobilní platforma servisního robotu prošla několika etapami vývoje, a to od prvotního návrhu kinematiky, pohonů a přídržného systému, včetně metodiky řízení, komunikace a stanovení úrovně autonomie.

První verze mobilní platformy robotu byla laboratorně testována a představena veřejnosti v roce 2008. Pozitivní výsledky testů ukázaly, že zvolený koncept mechaniky na principu dvou paralelně umístěných paralelogramů zajišťuje dostatečnou pohybovou funkci s možností překonávat i nesourodé plochy s drobnými výškovými nerovnostmi, které jsou eliminovány pružným uložením přísavek.

Druhá generace ROBOTUL® Vertical Climber 02 je tvořena kompaktním duralovým rámem, který je propojen rotačním servopohonem s otočným podvozkem, čímž je vytvořeno tělo robotu. Otočný podvozek je navíc osazen kloubově uloženými aktivními přísavkami, jejichž rozmístění je možné nastavovat vzhledem k charakteru geometrie kontaktní roviny, například fasádního systému. Rám servisního robotu je otočnými klikami spojen se čtyřmi nohami, které jsou rovněž vybaveny přísavkami a opatřeny individuálním elektrickým rotačním servopohonem. ROBOTUL® Vertical Climber 02 je vybaven řadou inteligentních snímačů pro identifikaci polohy. Řízení pohonů je realizováno vyspělým řídicím systémem na platformě kompaktního průmyslového počítače rozšířeného o moduly vstupů a výstupů, modul pro snímání teplot a jednotku zajišťující bezdrátovou komunikaci.

Prezentované zařízení patří do kategorie poloautomatických systémů s částečnou autonomií. Předpokládá se uplatnění mobilní platformy pro navazující technologie hmotnostně úsporného čisticího systému pro suché čištění, technologie mytí s minimální spotřebou čisticí kapaliny a aplikace pro inspekční techniku.

Technické parametry vyvíjeného prototypu ROBOTUL® Vertical Climber 02 jsou:

• Rozměry 1120 x 1120 x 300 mm;
• Vlastní hmotnost mobilní platformy 48 kg;
• Užitečná nosnost systému (podle typu nástavby) 15 - 20 kg,
• Síře záběru navazující technologie 800 - 1200 mm;
• Pro pracovní rychlosti 0,8 - 1,2 m/min;
• Výkon čištěné plochy 60 - 80 m2 /hod.;
• Výkon plochy podrobené diagnostice povrchu 30 - 90 m2/hod.

Zdroj: Technická univerzita v Liberci, Katedra sklářských strojů a robotiky