Avans Nieuwsbrieven

Tankwand inspectie unit

4 februari 2019 door Expertisecentrum Technische Innovatie

Voor het schoonmaken van olietanks wordt tot op heden gebruik gemaakt van mankracht. Vanwege veiligheidsredenen moet deze mankracht vervangen worden door robots. Een volledig autonome schoonmaakrobot, welke geplaatst in een tank een aantal dagen zonder toezicht de binnenwand schoonmaakt. Met Vlaamse en Nederlandse partners werkt Avans binnen het Interreg onderzoeksproject Smart Tooling aan de ontwikkeling van prototypes van robots en tools om het onderhoud in procesindustrie op deze wijze veiliger, goedkoper, schoner en efficiënter te maken.

Vier studenten van de Minor Vision & Robotics zijn samen met een aantal bedrijven waaronder DOW chemicals van september 2018 t/m januari 2019 aan de slag gegaan met de volgende onderzoeksvraag:

‘Wat is een geschikt ontwerp voor een sensordrager waarmee de gebruiker in staat is om op een metalen tankwand te rijden en tevens in staat is de door de sensoren verkregen data op te slaan en door te zenden naar de hoofdunit’.

De doelstelling van dit ontwerp is aantonen dat het mogelijk is met een eigen ontworpen crawler de sensoren aan te kunnen sturen, deze data op te slaan en met de gehele unit verticaal langs een wand te kunnen verplaatsen.

Lees hieronder de samenvatting van hun ontwerprapport van de tankwand inspectie unit. Deze unit hebben de studenten ontworpen onder begeleiding van docentonderzoeker Jos van Kreij. 

Samenvatting uitkomst opdracht Minor Vision & Robotics 

De doelstelling van dit ontwerp is aantonen dat het mogelijk is met een eigen ontworpen crawler de sensoren aan te kunnen sturen, deze data op te slaan en met de gehele unit verticaal langs een wand te kunnen verplaatsen.

Het ontwerp is gesplitst in drie onderdelen: Mechanisch, elektrisch en softwarematig ontwerp, naast het ontwerp is er ook een testplan opgesteld voor het testen van het ontwerp. Het uiteindelijke mechanische ontwerp van de crawler bestaat uit een frame van aluminium extrusie profielen met rupsbanden. De rupsbanden worden doormiddel van een tandriemoverbrenging met een elektromotor aangedreven. In het midden van het frame is een houder gemonteerd die de sensoren van VTEC behuisd en deze houder is op hoogte af te stellen om zo de sensoren te kunnen kalibreren. Om ervoor te zorgen dat de robot over een stalen wand kan rijden is er gebruik gemaakt van permanente magneten die onderaan het frame gemonteerd zijn. Verder is er op het frame een NUC geplaatst om de robot aan te sturen en een voeding aanwezig om de elektrische componenten te voeden. Tot slot is de robot zowel boven als onder afgedekt met beschermkappen.

Voor het elektrisch ontwerp is een 24V voeding gekozen wat alle componenten van stroom voorziet, daarbuiten is een aparte voeding beschikbaar voor de NUC. Het elektronisch ontwerp bestaat uit twee motoren die de rupsbanden aandrijven en welke worden aangestuurd door bijbehorende motordrivers. Deze drivers worden bestuurd door de raspberry pi. Welke door middel van een eigen ontwikkeld PCB in staat is deze modules aan te sturen. Naast het werken met motoren is de Pi ook instaat om de accelerometer, ruwheidssensor uit te lezen en de blacklight sensor aan te sturen vanuit dezelfde PCB. Alle uitgelezen data wordt doorgestuurd naar de NUC doormiddel van een ethernetverbinding. 

In het software ontwerp wordt het design van de software toegelicht door middel van klasse diagrammen, communicatie diagrammen en sequence diagrammen. Deze diagrammen moeten de architectuur en opstart sequence verduidelijken. Tevens is er in de bijlage een overzicht van alle klassen en hun bijbehorende functies. Naast het bespreken van de software architectuur, wordt ook het zelf ontwikkelde protocol behandelt samen met de initialisatie procedure.

Bij het ontwerp is er vooral gelet op uitbreidbaarheid, schaalbaarheid en herbruikbaarheid. Uit de verscheidene testen is gebleken dat het mogelijk is een drager te maken voor de sensoren. Door een eigen ontwerp te creëren is er een unit ontworpen waarbij elke sensor van VTEC verwerkt kan worden in het gehele ontwerp. Tevens is dit ontwerp zodanig gemaakt dat er ruimte voor ontwikkeling is van de gehele unit binnen alle drie de aspecten.

 

Voor meer informatie kan contact opgenomen worden met Jos van Kreij (am.vankreij@avans.nl / 088 - 525 89 64).

Laatst bijgewerkt op 4 februari 2019.