Conceção, produção e validação experimental de um dispositivo trepador para inspeção não destrutiva de cabos

Abstract

Os robôs trepadores têm sido alvo de desenvolvimento nos últimos anos devido às várias vantagens que apresentam. Estes permitem aumentar a eficiência de várias operações, reduzir os custos das mesmas e ainda salvaguardar os operadores de locais potencialmente perigosos. Estes podem ser caracterizados pelo seu método de movimentação e pela técnica de fixação. O objetivo deste trabalho consistiu em conceber, produzir e testar um robô trepador para ser utilizado como uma ferramenta de inspeção para cabos e tubos, com recurso a correntes induzidas (CI), em locais altos e de difícil acesso. O dispositivo foi concebido com recurso à manufatura aditiva. Este encontra-se dividido em 3 partes e engloba todo o perímetro da superfície. Para a inspeção de defeitos, acoplou-se ao dispositivo uma sonda de correntes induzidas, produzido em PCB flexível. Para validar o desempenho do dispositivo, foi utilizado um varão de latão com 25 mm de diâmetro, onde foram realizados 3 defeitos artificiais para serem detetados pela sonda. O dispositivo, com uma massa aproximada de 1,5 kg, conseguiu trepar o varão de forma fiável com velocidades até 4100 mm/min. Com diferentes velocidades, a sonda foi também capaz de detetar os diferentes defeitos impostos sobre o varão.

Climbing robots have been a development subject in recent years due to the several advantages they present. These allow the efficiency increase of various works, lower operations costs and even safeguard workers from potentially dangerous scenarios. These can be characterized by their locomotion method and by their attachment technique. The goal of this work was to develop a climbing robot to be used as an inspection tool for cables and pipes, using eddy currents (EC), at great heights and difficult to access spots. The device was designed using additive manufacturing. The device is divided in 3 parts and involves the entire surface perimeter. For the defect inspection, an eddy currents probe, produced with flexible PCB, was coupled to the device. To validate the device performance, a 25 mm diameter brass rod was used, where 3 artificial defects were made to be detected by the probe. The device, with an approximate mass of 1,5 kg, was able to reliably climb the rod up to speeds of 4100 mm/min. With different frequencies, the probe was also able to detect the different defects imposed on the rod.