Thiết bị thăm dò cống ngầm, hạn chế ngập nước mùa mưa lũ

Đề tài của các em đã xuất sắc giành giải Nhì khi tham gia cuộc thi Sáng tạo Thanh thiếu niên Nhi đồng tỉnh Thừa Thiên Huế năm 2018 vừa diễn ra.

Hai em cho biết, việc phát hiện hỏng hóc và vị trí tắt nghẽn trong công tác bảo trì ống cống là công việc thường nhật của các nhân viên đô thị. Do kích thước một số cống thoát nước còn nhỏ nên việc phát hiện và tìm ra nguyên nhân không dễ dàng, các nhân viên đô thị rất khó nhìn hoặc di chuyển sâu vào trong lòng cống.

Mặt khác hiện nay, trên thị trường đã xuất hiện một số loại robot thăm dò cống rất hiện đại của Mỹ, nhưng giá thành rất đắt, gần 4 tỉ đồng. Trong điều kiện kinh tế địa phương nói riêng, đất nước nói chung còn gặp nhiều khó khăn việc nhập hàng loạt thiết bị như thế gần như là điều không thể...

“Xuất phát từ những ý trên, nhóm chúng em đã nghiên cứu, chế tạo thiết bị thăm dò cống với giá thành rẻ. Các thiết bị thăm dò này có thể đưa vào trong lòng cống rãnh giúp quan sát được hình ảnh trong lòng cống để hỗ trợ nhân viên tìm kiếm chỗ hỏng hóc và thực hiện công tác bảo trì ống cống”- Châu nói.

Các em đã tìm vật liệu phần lớn là nhựa, có ưu điểm không bị ăn mòn khi tiếp xúc với môi trường có độ ẩm và nhiều chất ăn mòn.

Theo tìm hiểu, thiết bị di chuyển được dưới cống bằng 6 bánh xe, tiến lùi trái phải linh hoạt. Đồng thời, thiết bị được trang bị chân vịt giúp di chuyển được khi cống bị ngập nước. Đặc biệt, có thể điều khiển thiết bị trực tiếp bằng điện thoại thông minh thông qua sóng Bluetooth. Thiết bị được trang bị camera để ghi nhận hình ảnh của những khu vực mà thiết bị đi qua, sau đó truyền dữ liệu thông qua kết nối không dây với điện thoại để quan sát.

Để sử dụng, đầu tiên cần kết nối thiết bị với trình điều khiển chuyển động Arduino BT Joystick free (Phần mềm dùng để thực hiện các tác vụ chuyển động của thiết bị).

Tiếp theo là kết nối truyền hình ảnh từ camera về điện thoại thông minh. Sau khi đã thiết lập xong các kết nối giữa thiết bị với các điện thoại thông minh dùng để điều khiển, ta có thể cho thiết bị thực hiện công tác thăm dò ống cống.

Người sử dụng có thể đưa thiết bị vào đầu ống cống, sau đó dùng trình điều khiển để thiết bị chạy sâu vào bên trong ống cống. Trong quá trình đó, camera ghi nhận các hình ảnh bên trong cống và truyền về cho người sử dụng quan sát tình trạng của cống. Qua đó, người sử dụng nhanh chóng đánh giá được tình trạng của đoạn ống cống và có biện pháp khắc phục khi cần thiết.

Để kiểm tra khả năng vượt chướng ngại vật, nhóm đã tạo ra các chướng ngại vật có kích thước từ 5mm đến 20mm. Các em nhận ra rằng, do kết cấu khung gầm thấp nên thiết bị chỉ có thể vượt được các chướng ngại vật có độ cao nhỏ hơn 10mm. Trường hợp thiết bị gặp các hố lõm trên bề mặt chuyển động, thực nghiệm cho thấy nó chỉ có thể vượt qua các hố lõm có độ sâu dưới 10mm.

“Xét về phương diện tính hiện đại và linh hoạt thì không thể so sánh với các mẫu robot đã được thiết kế trên thế giới. Tuy nhiên, khi xét về kích thước và phương thức điều khiển truyền nhận tín hiệu, thiết bị mà chúng em muốn thiết kế vẫn có nhiều lợi điểm hơn. Kích thước thiết bị nhỏ hơn có thể đi vào các đường ống có đường kính dưới 50 cm. Thiết bị điều khiển và nhận tín hiệu là điện thoại thông minh nên sẽ có độ cơ động cao hơn so với việc sử dụng máy vi tính. Bên cạnh đó xét về khía cạnh giá thành trong bối cảnh nền tài chính còn nhiều khó khăn của địa phương nói riêng và đất nước nói chung, nhóm tác giả thiết nghĩ rằng đề tài của mình vẫn có tính khả thi áp dụng trong giới hạn địa phương...”- Quang cho hay.

Thầy Trần Thiện Lân- giáo viên hướng dẫn cho biết, Quang và Châu học giỏi, đam mê  nghiên cứu khoa học. Đề tài của các em đã đưa ra được quy trình thiết kế đơn giản để chế tạo một thiết bị điều khiển bằng tay có thể thăm dò trong lòng cống ngầm.

“Hiện tại, thiết bị có thể điều khiển để đi sâu vào bên trong, ghi nhận hình ảnh truyền ra ngoài, trường hợp thiết bị có sự cố thì có dây an toàn kéo ra. Sau khi hoàn thiện khả năng chống nước và thay đổi sóng điều khiển thì hoàn toàn có khả năng áp dụng, chế tạo đại trà”, thầy Lân chia sẻ.

Các em cũng thừa nhận sản phẩm vẫn còn nhiều hạn chế cần được cải tiến. “Sắp tới, nhóm sẽ tiếp tục nghiên cứu, thay thế động cơ bằng các loại động cơ chống nước, nâng cao khung gầm để nâng cao khả năng vượt qua các vật chướng ngại hoặc chuyển động qua các hố lõm...”, hai em bộc bạch.