Diseño de un hexacóptero de rotor basculante sobreactuado para el aterrizaje y acoplamiento en líneas de transmisión de energía
Autores: Leal Lopes, Vitor Mainenti; Honório, Leonardo M.; Santos, Murillo F.; Pancoti, Antônio A. N.; Silva, Mathaus F.; Diniz, Lucas F.; Mercorelli, Paolo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Diseño de un hexacóptero de rotor basculante sobreactuado para el aterrizaje y acoplamiento en líneas de transmisión de energía
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Línea de transmisión de energía
UAVs
Técnicas de inspección
Control sobreactuado
Multirrotor
Estudios de investigación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Se sabe que se han desarrollado nuevas técnicas de inspección de líneas de transmisión de energía en los últimos años con un gran potencial para mejorar y, en algunos casos, incluso reemplazar los procedimientos de inspección tradicionales, como el uso de helicópteros y automóviles. Una serie de Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT), como los VANT de ala fija o de ala rotativa, y vehículos que escalan por la línea de transmisión de energía, prometen revolucionar el mercado de la inspección. A la luz de esto, al menos 39 nuevos estudios de investigación y/o productos han sido realizados y/o introducidos en el mercado, respectivamente. Sin embargo, de manera incipiente, algunos trabajos apuntan a la fusión de algunas tecnologías: el desarrollo de VANT de múltiples rotores y la capacidad de conectarse y moverse sobre la línea de transmisión de energía. En este sentido, se propuso el trabajo actual, con avances significativos sin precedentes (como una capacidad de control sobreactuada con rotores inclinables, la capacidad de desplazamiento en el ángulo y el mantenimiento de motores activos sobre la línea de transmisión de energía), y se presenta el diseño, modelado y control de un VANT sobreactuado capaz de moverse sobre el cable conductor sin necesidad de un nuevo sistema de locomoción. La aeronave permite una mayor respuesta y la indispensable capacidad de aproximarse a un aterrizaje en una posición arbitraria de la línea de transmisión de energía en lugar del punto más bajo de la catenaria (debido a su capacidad de moverse hacia adelante/atrás utilizando los rotores inclinables). Su diseño se detalla, se describen sus subsistemas y se modelan sus dinámicas de vuelo normal y acoplado. Los resultados muestran buena estabilidad y maniobras confiables para el modo de vuelo acoplado a la línea de transmisión de energía, sin sobrepasos, y la capacidad de seguir toda la catenaria a través de diferentes conjuntos de Acción de Control Real (RCA).
Descripción
Se sabe que se han desarrollado nuevas técnicas de inspección de líneas de transmisión de energía en los últimos años con un gran potencial para mejorar y, en algunos casos, incluso reemplazar los procedimientos de inspección tradicionales, como el uso de helicópteros y automóviles. Una serie de Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT), como los VANT de ala fija o de ala rotativa, y vehículos que escalan por la línea de transmisión de energía, prometen revolucionar el mercado de la inspección. A la luz de esto, al menos 39 nuevos estudios de investigación y/o productos han sido realizados y/o introducidos en el mercado, respectivamente. Sin embargo, de manera incipiente, algunos trabajos apuntan a la fusión de algunas tecnologías: el desarrollo de VANT de múltiples rotores y la capacidad de conectarse y moverse sobre la línea de transmisión de energía. En este sentido, se propuso el trabajo actual, con avances significativos sin precedentes (como una capacidad de control sobreactuada con rotores inclinables, la capacidad de desplazamiento en el ángulo y el mantenimiento de motores activos sobre la línea de transmisión de energía), y se presenta el diseño, modelado y control de un VANT sobreactuado capaz de moverse sobre el cable conductor sin necesidad de un nuevo sistema de locomoción. La aeronave permite una mayor respuesta y la indispensable capacidad de aproximarse a un aterrizaje en una posición arbitraria de la línea de transmisión de energía en lugar del punto más bajo de la catenaria (debido a su capacidad de moverse hacia adelante/atrás utilizando los rotores inclinables). Su diseño se detalla, se describen sus subsistemas y se modelan sus dinámicas de vuelo normal y acoplado. Los resultados muestran buena estabilidad y maniobras confiables para el modo de vuelo acoplado a la línea de transmisión de energía, sin sobrepasos, y la capacidad de seguir toda la catenaria a través de diferentes conjuntos de Acción de Control Real (RCA).