Robotica · Inspectie van besloten ruimten

Kabelgestuurde airboat —
inspectie van tunnels en besloten ruimten

Een op afstand bediend oppervlaktetoestel voor de inspectie van tunnels, duikers en besloten waterlopen — waar noch een onderzeeër noch een robot op wielen kan komen.

Klant Plongeurs Professionnels Associés (PPA)
Domein Robotica · Inspectie van besloten ruimten
Status Afronding van de ontwikkeling — operationele tests in voorbereiding
Scope Volledige bouw · Elektronica op maat · Mechanica op maat · Software

Context

Het inspectiegat tussen twee tools

Onderwater-ROV's hebben voldoende diepte nodig om te navigeren. Inspectierobots op wielen zakken weg in de modder en verliezen hun zicht zodra het water boven de camera stijgt. In tunnels en duikers is het waterpeil vaak onvoorspelbaar — te ondiep voor een onderzeeër, te diep of te zacht voor wielen.

Besloten ruimten voegen nog een laag beperkingen toe: CO, CO2, SO2, explosieve atmosferen, onbekende inhoud. Iemand naar binnen sturen is vaak geen optie — wettelijk noch praktisch.

PPA had een platform nodig dat aan het wateroppervlak werkt ongeacht de diepte, niet wegzakt in zachte bodem en zijn camera boven water houdt, waar het kritieke deel van de inspectie zit: het gewelf en de wanden van de tunnel.

Foto — tunnelcontext

Waarom een airboat

Tegenover een onderwater-ROV

Bij een tunnelinspectie zijn het gewelf en de bovenste wanden de kritieke oppervlakken. Een ondergedompelde camera mist ze volledig. De airboat houdt de camera aan het oppervlak, gericht op wat telt.

Tegenover een robot op wielen

Modder, slib, oneffen terrein — een robot op wielen loopt vast of kantelt. De airboat drijft over alles heen. Wijzigingen in het waterpeil hebben geen invloed op de navigatie of de camerapositie.

Camera boven water

Boven de waterlijn speelt troebelheid geen rol meer: de camera ziet de structuur, niet het zwevende slib. Gewelf, plafond en wanden blijven in beeld, wat het waterpeil ook is.

Foto — bouw / montage

Bouw

Volledig opnieuw opgebouwd

Het vertrekpunt was een bestaand RC-airboatplatform — behouden voor de geometrie en het drijfvermogen van de romp. Al de rest werd vervangen of van nul af herontworpen.

De sturing gebeurt met een Pixhawk-flightcontroller gekoppeld aan een Raspberry Pi 5, met ArduPilot en een software-interface op basis van Blue Robotics Cockpit. Het netwerk gebruikt de switch-topologie van Blue Robotics — dezelfde architectuur als de onderwater-ROV, zodat tools gedeeld worden en de operator een vertrouwde omgeving heeft.

De voortstuwing gebeurt met één waterdichte brushless motor van RC-kwaliteit die de luchtschroef aandrijft, met een servo op de roerstang — beide op steunen op maat. De elektronicabehuizing is volledig op maat gebouwd, ontworpen voor de specifieke beperkingen van besloten, mogelijk gevaarlijke omgevingen.

De camera zit op een inspectiekop met twee assen, op maat ontworpen — rol en kanteling, de kinematica van professionele rioolinspectiecamera's — rechtstreeks bediend vanuit de operatorinterface.

Foto — gemonteerde airboat

Technische details

Sturing

Pixhawk + Raspberry Pi 5. ArduPilot-firmware. Blue Robotics Cockpit-interface.

Netwerk

Switch-topologie van Blue Robotics. Kabelnetwerk via neutraal drijvende kabel.

Voortstuwing

Eén brushless motor (luchtschroef) + ESC. Eén servo op de roerstang. Steunen op maat.

Elektronicabehuizing

Volledig op maat ontworpen. Gebouwd voor besloten, mogelijk gevaarlijke omgevingen.

Camera

Inspectiekop met twee assen op maat (rol + kanteling), bediend vanuit Cockpit. USB-camera voor weinig licht, native H.264.

Kabel

Netwerkkabel. Neutraal drijvend in zout water, licht positief in zoet water.

Foto — elektronicabehuizing
Foto — detail van de camerasteun

Geplande evoluties

Gebouwd om te groeien

Het huidige platform is ontworpen met toekomstige uitbreidingen in gedachten. Twee belangrijke evoluties zijn al vastgelegd, op basis van de operationele noden van PPA.

Bezig Volledige bouw — elektronica en mechanica op maat, sturingssoftware
Bezig Operationele tests — eerste veldmissies in voorbereiding
Gepland Glasvezelkabel — groter bereik dan de limieten van een koperen netwerkkabel
Gepland ATEX-scheiding — werking in explosieve atmosferen
← Vorig project Neutralisatie van afvalwater Volgend project → Onderwater-ROV