Bachelor's Thesis

Design of segmented robot for pipe systems mapping

Final Thesis 3.78 MB Appendix 388 B

Author of thesis: Gábor Mázsár

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: doc. Ing. Jiří Krejsa, Ph.D.

Reviewer: doc. Ing. Stanislav Věchet, Ph.D.

Abstract:

This bachelor thesis focuses on the design, construction, and testing of a custom-built segmented robot designed for mapping piping systems. The first part presents a review of potential pipe locomotion principles, taking into account the segmented topology of the robot. Based on a theoretical comparison, a specific locomotion principle is selected and used as the foundation for the original design of the segmented robot. The components were subsequently manufactured using 3D printing technology and subjected to practical testing. The result is a functional construction of a segmented robot capable of navigating through DN125 pipes.

Keywords:

Segmented robot, pipe mapping, 3D printing, locomotion principle, DN125

Date of defence

12.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

Při obhajobě student nejprve prezentoval svou bakalářskou práci, následně byly přečteny posudky a student odpovídal na dotazy oponenta. Poté členové komise položili následující otázky: - Proč jste zvolil tyto úhly kolen? - Je na nohách použit nějaký pružný prvek, který by umožnil lepší kontakt s podložkou? - Jak se nastavuje průměr nohou? Na závěr byla obhajoba hodnocena jako velmi dobrá.

Language of thesis

Slovak

Faculty

Fakulta strojního inženýrství

Department

Institute of Solid Mechanics, Mechatronics and Biomechanics

Study programme

Mechatronics (B-MET-P)

Composition of Committee

doc. Ing. František Šebek, Ph.D. (předseda)
Ing. Petr Procházka, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Petr Krejčí, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Stanislav Věchet, Ph.D. (člen)
Ing. Pavel Švancara, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Králík, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
doc. Ing. Jiří Krejsa, Ph.D.

Pan Gábor Mászár se ve své práci věnuje návrhu mechanické konstrukce robota do potrubních systémů. Robot se skládá z několika vzájemně propojených segmentů, každý segment je vybaven rozpěrným mechanismem pro pohyb v potrubí různých průměrů a samostatným pohonem jednotlivých nohou segmentu. 

Výsledný návrh byl ověřen částečně simulačně a částečně nad rámec zadání i v prototypové podobě. Prototyp, stejně jako vlastní text práce, byl vylepšován doslova do poslední chvíle, na textu se to projevilo některými zbytečnými drobnostmi, například Seznam zkratek zůstal v anglické podobě.

Jedná se ale pouze o drobnosti, cíle práce považuji za splněné, bakalář prokázal schopnost samostatné práce při řešení inženýrské úlohy a bakalářská práce dle mého názoru splňuje všechny podmínky na tento typ práce kladené.

Pan Mászár pracoval samostatně a iniciativně, poměrně pravidelně konzultoval a s jeho přístupem jsem byl spokojen.

Práci hodnotím známkou Velmi dobře, tedy B.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání B
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: B

Reviewer’s report
doc. Ing. Stanislav Věchet, Ph.D.

Předložená bakalářská práce se zabývá tématem mechanického návrhu robotu určeného pro navigaci a mapování v potrubních systémech. Oceňuji zejména systematicky zpracovanou rešerši kinematických principů pohybu v potrubí, která poskytuje solidní teoretické zázemí pro následnou volbu kolového mechanizmu typu “wall-press” se segmentovou topologií. Práce má logickou strukturu, autor úspěšně propojil počítačové simulace v prostředí Autodesk Fusion 360 s realizací fyzického funkčního prototypu pomocí 3D tisku. Velkým přínosem práce je geometrická optimalizace délky segmentu na 17,8 cm, čímž byla teoreticky i prakticky ověřena průchodnost 30-stupňovým kolenem potrubí.

Předpoklad autora, že volba materiálu PLA neovlivní funkčnost prvků, se ukázal jako nesprávný. Porucha dílu z PLA zapříčinila nestabilitu ramen, což by v reálném provozu vedlo ke znehodnocení snímaných dat z inerciálních jednotek. Autor nicméně v diskuzi tato selhání kriticky reflektuje a navrhuje adekvátní konstrukční úpravy pro budoucí vývoj. Také se nabízí otázka jestli není problém obecně v plastových dílech a nebude lepší zvolit jiné konstrukční řešení. I přes uvedené mechanické nedostatky prototypu byly cíle práce splněny a práce prokazuje inženýrský přístup autora. Práci doporučuji k obhajobě s hodnocením B (velmi dobře).



 

V práci uvádíte, že kola prototypu byla vyrobena z materiálu PLA, přičemž koeficient tření vůči PVC je velmi nízký a vhodnější by byla guma. Jakým konkrétním způsobem (např. technologie, geometrie) plánujete v budoucí fázi implementovat pryžový povrch na pojezdová kola? PDF

Během simulace v Autodesk Fusion 360 jste ověřoval průchodnost robota i přes 87-stupňové koleno. Proč byl reálný experiment realizován pouze v 30-stupňovém zakřivení a jaké největší komplikace očekáváte u fyzického prototypu v ostřejších kolenech?
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací B
Topics for thesis defence:
  1. V práci uvádíte, že kola prototypu byla vyrobena z materiálu PLA, přičemž koeficient tření vůči PVC je velmi nízký a vhodnější by byla guma. Jakým konkrétním způsobem (např. technologie, geometrie) plánujete v budoucí fázi implementovat pryžový povrch na pojezdová kola?
  2. Během simulace v Autodesk Fusion 360 jste ověřoval průchodnost robota i přes 87-stupňové koleno. Proč byl reálný experiment realizován pouze v 30-stupňovém zakřivení a jaké největší komplikace očekáváte u fyzického prototypu v ostřejších kolenech?

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová