BR112021015067A2

BR112021015067A2 - Sistema e método para liberação e recuperação de um auv utilizando um uav

Info

Publication number: BR112021015067A2
Application number: BR112021015067-6A
Authority: BR
Inventors: Pouyan Shariffiasl
Original assignee: Birdview As
Priority date: 2019-02-01
Filing date: 2020-01-31
Publication date: 2021-09-28
Also published as: EP3917826A1; CA3127376A1; US20220097804A1; EP3917826C0; EP3917826B1; NO20190136A1; WO2020157303A1

Abstract

sistema e método para liberação e recuperação de um auv utilizando um uav. um sistema e um método para liberar e recuperar um veículo submarino autônomo, auv (3), utilizando um veículo aéreo não tripulado, uav (2), onde o auv (3) possui uma estrutura (6) fixada a seu exterior e o uav (2) possui um mecanismo de travamento (5) fixado a um fio (4) para travamento na estrutura (6) no auv (3).

Description

"SISTEMA E MÉTODO PARA LIBERAÇÃO E RECUPERAÇÃO DE UM AUV UTILIZANDO UM UAV" Campo Técnico

[001] A presente invenção se refere a um sistema e a um método para operações submarinas, e mais particularmente, a um sistema e a um método para operações submarinas utilizando um Veículo Aéreo Não Tripulado (UAV) com um Veículo Submarino Autônomo (AUV) fixado que pode ser liberado e recuperado pelo UAV. Fundamentos da Invenção

[002] A inspeção de instalações submarinas utilizando-se os métodos atuais não é uma tarefa fácil. Uma embarcação é manobrada para uma localização aproximada da área que precisa ser inspecionada. A embarcação libera um Veículo Operado Remotamente (ROV) que é orientado por um operador na direção da instalação submarina que requer inspeção. O ROV é operado remotamente através de um cordão umbilical fixado à embarcação de superfície. Depois que a inspeção é finalizada, o ROV é erguido novamente para a superfície.

[003] Uma operação como essa exige muito planejamento e é muito cara visto que toda uma embarcação com uma tripulação completa é necessária para essa operação. Adicionalmente, a operação é demorada devido ao tempo de percurso da embarcação além do tempo utilizado pelo ROV em sua missão.

[004] Uma limitação adicional da operação é a faixa limitada do ROV visto que é fixado à embarcação por um cordão umbilical. Uma desvantagem adicional dessa solução é que exige toda uma embarcação para controlar apenas um ROV.

[005] Uma inspeção submarina é normalmente realizada em várias etapas. O ROV é primeiramente liberado para uma inspeção da área. A inspeção pode ser realizada com uma câmera, mas também pode haver outros instrumentos fixados ao ROV se outras técnicas de inspeção forem necessárias além de uma inspeção visual direta. Depois que a inspeção é encerrada, reparos ou trabalho na instalação submarina podem ter início. O ROV possui um conjunto limitado de ferramentas disponíveis de cada vez. Se outro equipamento for necessário além dos fixados ao ROV, o mesmo deve ser erguido e as ferramentas trocadas antes de o trabalho na instalação submarina poder continuar.

[006] Toda uma operação como essa pode durar vários dias, se não mais. Se qualquer uma dessas operações puder ser facilitada, o custo com a inspeção e reparos de tais operações submarinas podem ser muito reduzidos.

[007] As inspeções submarinas não são apenas limitadas ao mundo civil, também as inspeções militares exigem inspeção e vigilância submarinas.

[008] Uma embarcação militar moderna utiliza basicamente um sonar (SOund Navigation And Ranging) para localizar sinais inimigos. O tipo de sonar mais comumente utilizado é um sonar do tipo ativo que emite um pulso sônico e lê o reflexo do pulso à medida que o mesmo retorna dos objetos.

[009] Sonares são tipicamente localizados nas embarcações de pesquisa principais. Um problema com essa solução é que uma vez que uma embarcação de pesquisa inicia o uso de seu sonar, a mesma divulga sua própria posição. Outro problema é que a faixa do sonar é limitada a uma área determinada em torno da embarcação propriamente dita. Isso torna necessário que a embarcação percorra grandes distâncias em busca por submarinos, minas, ROV ou outros objetos de interesse de localização desconhecida. Também apresentando um sistema de onda sonora pesado e caro para mapear o leito do mar.

[010] Logo, o problema comum com esses tipos de operação é que são muito caras, devido ao custo do equipamento, ao custo com a tripulação, ao custo de planejamento e ao custo do combustível utilizado pela embarcação.

[011] A área de aplicação de UAVs está rapidamente se tornando cada vez maior. UAVs não são mais utilizados apenas de forma privada, também são utilizados cada vez mais comercialmente. As áreas de aplicação não estão apenas filmando, mas podem agora ser modificadas para transportar equipamento para inspeção e vigilância acima e abaixo da superfície do mar. UAVs foram até mesmo desenvolvidos para submergirem. No entanto, a faixa de UAVs que podem ser operados sob a superfície do mar é muito limitada e o tempo que podem permanecer submersos é muito curto. Entretanto, o equipamento anexado a um UAV para fins de vigilância submarina só é eficiente até um determinado nível, e não pode ser utilizado para uma inspeção detalhada.

[012] Em US 20160376000 A1, é descrito um UAV que é modificado para operar submerso. No entanto, existe um problema com essa solução visto que o UAV propriamente dito não é projetado para uso submarino, a velocidade do UAV debaixo d'água é muito baixa e a faixa de operação sob a superfície é muito limitada.

[013] Em US 20110226174 A1 é descrita uma embarcação submersível e um veículo aéreo não tripulado combinados. Essa é uma solução de asa fixa que pode submergir e utiliza um propulsor para manobras dentro e fora d'água. Adicionalmente, possui um foguete submarino para propulsão adicional quando saindo da água. Apesar de ser uma solução que apresenta um UAV com melhor faixa de trabalho debaixo d'água e ser mais adaptado ao movimento submarino, é um sistema muito complexo. Exige uma rampa para o lançamento do UAV e uma solução de foguete complexa para sair da água.

[014] Como observado, os problemas com a inspeção submarina são uma faixa muito limitada submarina ou uma operação muito cara e demorada. Se qualquer parte dessa operação puder ser facilitada, não apenas muito tempo e dinheiro podem ser economizados, mas isso também facilitará a inspeção e pesquisa de uma área maior para os militares. Sumário da Invenção

[015] A presente invenção é apresentada e caracterizada nas reivindicações independentes, enquanto as reivindicações dependentes descrevem outras características da invenção.

[016] Para solucionar esses problemas, é apresentado um UAV com um Veículo Submarino Autônomo (AUV) separado anexado ao UAV. O UAV pode voar até a área de interesse e liberar o AUV. O AUV pode, então, realizar a operação de vigilância pretendida e, quando terminar, pode ser recolhido pelo UAV. O AUV pode ser liberado enquanto o UAV está voando ou enquanto o UAV está descansando na superfície da água. É uma solução adicional que o AUV possa ser liberado enquanto o UAV está submerso.

[017] Em um aspecto, a invenção está relacionada com um sistema para a liberação e recuperação de um Veículo Submarino Autônomo (AUV) utilizando o Veículo Aéreo Não Tripulado (UAV), onde o AUV possui uma estrutura fixada em seu exterior e o UAV possui um mecanismo de lançamento fixado a um fio para travar na estrutura no AUV.

[018] A estrutura é compreendida de pontos de montagem para montar a estrutura no AUV, a cada ponto de montagem sendo fixada pelo menos uma barra, cada barra sendo fixada em sua extremidade oposta a uma barra circular, a barra circular sendo espaçada dos pontos de montagem pelo menos em uma direção vertical.

[019] O mecanismo de travamento compreende uma plataforma central com um ponto de fixação com o fio do UAV e um motor controlando um conjunto de braços, cada braço possuindo uma haste anexada ao mesmo, cada haste sendo fixada em sua extremidade oposta à parte superior de um gancho, cada gancho sendo fixado em uma extremidade inferior a uma barra, cada barra sendo fixada em um ponto central abaixo da plataforma central tornando o mesmo o ponto mais inferior do mecanismo de travamento, o ponto central do mecanismo de travamento sendo fixado à plataforma central do mecanismo de travamento. O mecanismo de travamento possui pelo menos três ganchos, e o motor no mecanismo de travamento pode girar o conjunto de braços em uma direção horária ou anti-horária.

[020] Cada gancho pode articular em torno de seu ponto de fixação na barra e cada haste pode ser girada em torno de seu ponto de fixação no braço.

[021] O movimento dos braços força as hastes a girarem os ganchos em torno do ponto de fixação dos ganchos nas barras.

[022] Quando o mecanismo de travamento e a estrutura são posicionados corretamente de acordo um com o outro, o movimento dos ganchos força os ganchos a travarem em ou liberarem a barra circular da estrutura. O mecanismo de travamento pode ser erguido e abaixado pelo fio sendo enrolado em e a partir de um carretel controlado por um motor elétrico no UAV.

[023] O sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, nas quais a plataforma central do mecanismo de travamento pode possuir uma unidade de comunicação configurada para se comunicar com o AUV. Adicionalmente, a plataforma central do mecanismo de travamento pode possuir um ímã.

[024] Um segundo aspecto da presente invenção é um método para liberar e recuperar um Veículo Submarino Autônomo (AUV) utilizando um Veículo Aéreo Não Tripulado (UAV), onde o UAV possui um mecanismo de travamento que compreende uma plataforma central com um ponto de fixação com um fio do UAV e um motor que controla um conjunto de braços, cada braço possuindo uma haste fixada ao mesmo, cada haste sendo fixada em sua extremidade oposta à parte superior de um gancho, cada gancho sendo fixado em uma extremidade inferior a uma barra, cada barra sendo fixada em um ponto central abaixo da plataforma central, tornando o mesmo o ponto mais inferior do mecanismo de travamento, o ponto central do mecanismo de travamento sendo fixado à plataforma central do mecanismo de travamento, o método compreende as etapas de abaixar o mecanismo de travamento anexado ao UAV dentro de uma estrutura fixada ao exterior do UAV, girar o conjunto de braços anexado ao motor na plataforma central do mecanismo de travamento, empurrar a haste fixada a cada braço pelo movimento dos braços, girar o gancho em torno de seu ponto de fixação para a barra empurrando-se a haste, travar o gancho em uma barra circular da estrutura de quadro, liberar o gancho da barra circular da estrutura de quadro pela rotação dos braços na direção oposta. Breve Descrição dos Desenhos

[025] A figura 1 é um desenho da vista lateral dos UAVs lançados a partir de uma embarcação com um centro de controle.

[026] A figura 2 é uma vista lateral de uma modalidade preferida da invenção, onde o UAV abaixa e eleva o AUV para e da superfície do mar utilizando uma solução de lançamento.

[027] A figura 3 é uma vista em perspectiva da solução de travamento que conecta o UAV e o AUV.

[028] A figura 4 é uma vista em perspectiva da solução de lançamento da modalidade preferida no estado aberto.

[029] A figura 5 é uma vista em perspectiva da solução de lançamento da modalidade preferida no estado fechado.

[030] A figura 6 é uma vista superior da solução de travamento de uma modalidade preferida da presente invenção.

[031] A figura 7 é uma vista inferior da solução de lançamento de uma modalidade preferida da presente invenção.

[032] A figura 8 é um desenho da vista lateral de uma modalidade da presente invenção, na qual o AUV é liberado do UAV acima do nível do mar.

[033] A figura 9 é um desenho da vista lateral de uma modalidade da presente invenção, onde o AUV é liberado do UAV no nível do mar.

[034] A figura 10 é um desenho da vista lateral de uma modalidade da presente invenção onde o AUV é liberado do UAV sob o nível do mar. Descrição Detalhada

[035] A presente invenção refere-se a um sistema e a um método para detectar, identificar e verificar a localização e situação de objetos submarinos ou fenômenos de interesse. O sistema, componentes e método descritos possuem capacidades sensoriais, de inteligência de máquina, navegação, comunicação, propulsão e acionamento embutidas, que fornecem ao sistema a capacidade e capabilidade de iniciar e realizar ações selecionadas remotamente controladas ou controladas de forma autônoma. Essa invenção pode ser utilizada para fins de detecção, identificação e observação prolongada, inspeção e rastreamento de atividades ou ocorrências submarinas selecionadas A invenção pode apresentar aplicativos de detecção, identificação e verificação dentro do mapeamento marinhas, de geologia submarina – oceanografia, de leito do mar e outras aplicações científicas submarinas. A invenção pode ter aplicações dentro do segmento de defesa militar submarina e dentro das aplicações submarinas de óleo e gás. Objetos de interesse podem ser submarinos, outros veículos submarinos, minas ou outras ameaças submarinas. Também pode ser utilizada para detecção, identificação e verificação de situação de um evento de operação submarina de óleo & gás, ou pode ser uma ferramenta ideal para detecção, identificação e verificação de mapeamento (perfilamento de subfundo) de uma instalação submarina de óleo e gás que apresenta vazamento.

[036] Pela extensão da faixa do sonar em uma embarcação ou um ponto de controle central 1, menos tempo será utilizado para se encontrar (mapear) objetos de interesse. Isso aperfeiçoa de forma significativa as chances de detecção e identificação de objetos estranhos, e reduz custo, tempo e poluição causados pelo movimento da embarcação em torno de áreas de superfície grandes.

[037] A invenção compreende os seguintes componentes de sistema:

[038] Um UAV 2 aéreo e submarino combinado. Esse UAV 2 pode voar como um UAV 2 aéreo regular, também tem a capacidade de aterrissar e flutuar na superfície da água.

[039] Fixados ao UAV 2 submarino dedicado encontram-se sensores e acionadores removíveis que podem ser fixados ao objeto de interesse submarino para realização de uma observação/rastreamento prolongado. O equipamento de interesse que pode ser deixado é: câmera, rastreador de localização (um Pinger – no caso de um submarino ou mina submarina), sensor de gás (no caso de uma instalação submarina de óleo e gás com vazamento), ou outros dispositivos. No caso de um mapeamento de linha de dutos, uma situação ou oportunidade pode ser para o UAV 2 submarino fixar uma carga explosiva à mina através de método magnético ou outro método de fixação, para a eliminação segura e econômica de ameaças submarinas.

[040] Debaixo d'água, no objeto de interesse submarino, os sensores e acionadores são fixados com segurança. Um rastreador de localização/Pinger pode ser utilizado para facilitar o retorno para o alvo.

[041] A figura 1 é um desenho da vista lateral dos UAVs 2, cada um portando pelo menos um AUV 3. Os UAVs 2 portando os AUVs 3 são lançados a partir de um local central. A localização central pode ser em uma embarcação ou um local em terra. A localização central é considerada uma central de comunicação. A partir dessa localização central, os UAVs 2 podem ser controlados, e a informação colhida pelos UAVs 2 e os AUVs 3 é coletada e interpretada aqui.

[042] Os UAVs 2 podem ser controlados através de um controle remoto operado por um operador. Alternativamente, os UAVs 2 podem ser programados para voar em padrões determinados dentro das áreas designadas com relação à localização central. Em outra alternativa, o destino e a finalidade da missão podem ser programados no

UAV 2 e AUV 3 antes de os mesmos serem lançados. Isso é uma solução do tipo disparar e esquecer.

[043] Em uma modalidade preferida, os UAVs 2 e os AUVs 3 podem ser utilizados para transmitir, em tempo real, a informação colhida por instrumentos embutidos para um centro de controle localizado na localização central.

[044] A informação também pode ser armazenada a bordo do UAV 2 e descarregada para o centro de controle depois de ter retornado para a embarcação.

[045] A figura 2 é uma vista lateral de uma modalidade preferida da invenção onde o UAV 2 abaixa e eleva o AUV 3 para e da superfície do mar utilizando uma solução de travamento conectada a um fio 4. O fio 4 com a solução de travamento é conectado em uma extremidade ao UAV

2. O fio 4 pode ser enrolado ou desenrolado de um carretel. A rotação do carretel é controlada por um motor elétrico 7. O fio 4 pode possuir cabos elétricos embutidos a fim de transferir energia elétrica do UAV 2 para o mecanismo de travamento 5 a fim de controlar o movimento dos ganchos que travam em uma estrutura 6 em cima do AUV 3. Um motor 7 é fixado ao fio 4. Esse motor 7 gira um conjunto de braços 8 em uma direção horária, ou anti-horária, em torno de um eixo geométrico central do mecanismo de travamento 5. A cada braço é fixada uma haste 10. Existem pelo menos dois braços 8 no mecanismo de travamento 5, preferivelmente mais. As hastes 10 podem girar em qualquer direção em um plano horizontal em torno de seu ponto de fixação com os braços 8. A outra extremidade da haste 10 é fixada a uma extremidade superior de um gancho. A extremidade inferior do gancho 12 é fixada a uma barra 13. O gancho pode girar em torno do ponto de fixação com a barra 13. Cada barra 13 é conectada a outras barras 13 na extremidade mais inferior formando um ponto 14 como uma seta. Pela rotação dos braços 8, as hastes 10 puxam ou empurram a extremidade superior do gancho 11. Isso permite que o gancho gire em torno do ponto de fixação com a barra 13.

[046] Em cima do AUV 3 existe uma estrutura

6. Em uma modalidade preferida a estrutura 6 é compreendida de um primeiro anel 15, que fixa a estrutura 6 em cima do AUV 3. O primeiro anel 15 pode ser substituído por um conjunto de pontos de fixação 15. O primeiro anel 15 é fixado a uma barra circular 16 por um conjunto de barras curvas 17. Apesar de as barras 17 serem curvas nessa solução, é óbvio para os versados na técnica que a barra 17 pode ter qualquer formato. A barra circular 16 é posicionada a uma distância do primeiro anel 15 em uma direção vertical quando observada a partir do lado e o AUV 3 possui a estrutura 6 em cima. Quando o mecanismo de trava 5 é abaixado, o ponto 14 é abaixado para o centro do segundo anel 16.

[047] As barras 13 que formam a ponta tipo seta 14 garantem que o mecanismo de travamento 5 seja centralizado dentro da estrutura 6 no AUV 3. Os ganchos no outro lado das barras 13 do mecanismo de travamento 5 são posicionados na barra circular 16 da estrutura 6 quando o mecanismo de travamento 5 é corretamente abaixado. Quando os ganchos são posicionados na barra circular 16 da estrutura 6, o motor 7 gira os braços 8, que novamente empurram as hastes 10 e os ganchos travam a barra circular 16 da estrutura 6 fixada ao AUV 3. O AUV 3 é agora conectado ao UAV 2. Quando os ganchos são travados, o UAV 2 pode erguer o AUV 3.

[048] Adicionalmente, o mecanismo de travamento 5 pode compreender meios de comunicação 18 que permitem que os dados coletados pelo AUV 3 sejam transferidos para o UAV 2 e, então, para a embarcação mãe.

[049] A figura 3 é uma vista em perspectiva do mecanismo de travamento 5 conectando o UAV 2 e o AUV 3, o mecanismo de travamento 5 sendo fixado ao UAV 2 por um fio 4. O fio 4 pode ser enrolado ou desenrolado de um carretel. A rotação do carretel é controlada por um motor elétrico. O fio 4 pode apresentar cabos elétricos embutidos a fim de transferir a energia elétrica do UAV 2 para o mecanismo de lançamento 5 a fim de controlar o movimento dos ganchos que travam em uma estrutura 6 em cima do AUV 3. Ao fio 4 é fixado um motor 7. Esse motor 7 gira um conjunto de braços 8 em uma direção horária, ou anti-horária, em torno de uma plataforma central do mecanismo de travamento

5.

[050] As figuras 4 e 5 são, respectivamente, uma vista em perspectiva da solução de travamento da modalidade preferida em um estado aberto e em um estado fechado. O motor 7 pode girar os braços 8 no sentido horário ou anti-horário. Essa rotação dos braços 8 empurra, ou puxa, as hastes 10. Esse movimento das hastes 10 gira os ganchos em torno do ponto de fixação de ganchos nas barras

13. O movimento dos ganchos permite que o mecanismo de travamento 5 se fixe ou libere da estrutura 6 fixada ao AUV

3.

[051] As figuras 6 e 7 são, respectivamente, uma vista superior e uma vista inferior do mecanismo de travamento 5 fixado à estrutura 6 em uma modalidade preferida da presente invenção. O mecanismo de travamento 5 possui uma plataforma central à qual o fio 4, que conecta o mecanismo de travamento 5 ao UAV 2, é conectado. A plataforma central possui um ponto de fixação para o fio 4. Abaixo disso existe um motor elétrico 7 que controla os braços 8 que empurram, ou puxam, as hastes 10 que controlam os ganchos que garantem a fixação do mecanismo de travamento 5 à estrutura 6 no AUV 3. Abaixo do motor 7 pode haver um dispositivo de comunicação 18. O dispositivo de comunicação 18 pode servir para permitir que os dados coletados pelo AUV 3 sejam transferidos para o UAV 2. Do UAV 2 os dados podem ser transferidos para o ponto de controle central 1 para processamento adicional. Abaixo do dispositivo de comunicação 18 existe um ponto 14 criado a partir das extremidades mais inferiores das barras 13 que são fixadas à parte inferior 12 dos ganchos. O ponto mais inferior 14 é fixado à plataforma central.

[052] Apesar de a presente invenção ser apresentada como possuindo uma estrutura circular 6 e três ganchos, deve-se compreender que a estrutura 6 pode ter qualquer formato que permita que o mecanismo de travamento 5 se centralize e seja abaixado para dentro da estrutura 6. A mesma pode ser triangular, retangular ou pode apresentar qualquer outra quantidade de lados. O ponto é que o mecanismo de travamento 5 se centraliza se for abaixado corretamente para dentro da estrutura 6. Pode haver também qualquer número de ganchos. Apesar de, para fins de estabilidade, três ou mais ganchos serem preferidos.

[053] O movimento dos ganchos pode ser controlado automaticamente por sensores posicionados nos ganchos registrando o toque da estrutura 6. Alternativamente, também pode ser controlado por um sensor que registra a tensão no fio 4 que conecta o mecanismo de travamento 5 com o UAV 2. Em uma solução ainda alternativa, os ganchos podem ser controlados remotamente por um operador que está observando através de uma câmera.

[054] Apesar de a solução apresentada nos desenhos apresentar três ganchos, qualquer número de ganchos, de dois para cima, pode ser utilizado sem se distanciar do escopo da invenção como mencionado no quadro reivindicatório.

[055] A figura 8 é um desenho da vista lateral de uma modalidade da presente invenção onde o AUV 3 é solto do UAV 2 acima do nível do mar. Essa solução é útil se o clima não for adequado para o UAV 2 aterrissar na água ou submergir. As condições como essas podem ser, por exemplo, ventos fortes ou ondas altas.

[056] Um benefício adicional dessa solução é que o AUV 3 percorre através do topo da coluna de água sem utilizar qualquer energia. Isso economiza energia para ambos o UAV 2 e o AUV 3.

[057] Uma solução preferida para fixar o AUV 3 ao UAV 3 nessa modalidade é se usar fixadores. Quando o UAV 2 está no lugar sobre a área de interesse, o AUV 3 é liberado e a gravidade puxa o AUV 3 para debaixo d'água.

Quando o AUV 3 atinge a água, o motor 7 no AUV 3 impulsiona o mesmo para seu destino necessário.

[058] Depois que o AUV 3 termina, o mesmo pode retornar para a superfície e ser recolhido pelo UAV 2. Se o UAV 2 não tiver energia suficiente para recolher o AUV 3 e retornar o para o centro de controle, o AUV 3 pode ser recolhido pela embarcação de suporte ou, se possível, pode retornar para a embarcação de suporte por conta própria.

[059] A figura 9 é um desenho da vista lateral de uma modalidade da presente invenção onde o AUV 3 é liberado do UAV 2 no nível do mar. Essa solução é preferível se o clima permitir que o UAV 2 aterrisse na superfície da água e decole novamente. Essa é uma solução preferida visto que é mais suave no AUV 3 e seus instrumentos embutidos do que soltar o mesmo a partir de uma determinada altura.

[060] Quando o AUV 3 termina sua missão o mesmo retorna para a superfície. A partir daí é recolhido pelo UAV 2. Existem várias formas de se fixar o AUV 3 ao UAV 2. Um método é se utilizar pelo menos um conjunto de prendedores que mantêm o AUV 3 no lugar enquanto é fixado ao UAV 2. Esse também é um método para facilitar a liberação do AUV 3. Outra solução é se utilizar um eletroímã para manter o AUV 3 no lugar. Essa é uma solução que é fácil de se utilizar quando do recolhimento do AUV 3 e da liberação do mesmo. No entanto, essa é uma solução pesada visto que um eletroímã forte o suficiente para manter um AUV 3 é bem grande. A utilização de apenas um eletroímã para manter o AUV 3 está associada a um risco visto que o AUV 3 pode se soltar devido à oscilação.

[061] No entanto, pela combinação de uma solução de fixação e um eletroímã obtém-se uma solução preferida quando do recolhimento do AUV 3. O eletroímã pode ser utilizado para fixar o AUV 3 ao UAV 2 e o pelo menos um prendedor pode ser utilizado para manter o AUV 3 no lugar.

[062] Adicionalmente, é possível se combinar pelo menos um dos prendedores com uma solução de elevação. Isso permite que o UAV 2 eleve e abaixe o AUV 3 para liberar o AUV 3 ou recolher o mesmo depois de uma missão.

[063] É adicionalmente possível se realizar a combinação de todas as três soluções. Onde o AUV 3 é conectado ao UAV 2 com o uso de um eletroímã. Adicionalmente, o AUV 3 é mantido no lugar por pelo menos uma solução de fixação. Adicionalmente, a solução de fixação pode ser fixada a um dispositivo de guincho. Isso permite que o AUV 3 seja liberado e recolhido novamente depois que a missão tiver acabado. O AUV 3 é abaixado para a superfície da água com o dispositivo de guincho combinado com o dispositivo de fixação. Quando o AUV 3 atinge a água, o dispositivo de fixação abre e o AUV 3 é liberado. Depois que a missão é encerrada, o AUV 3 retorna para a superfície. O dispositivo de fixação é abaixado, e o eletroímã é ligado. Quando o ímã conecta o AUV 3, o dispositivo de fixação fecha em torno de pelo menos parte do corpo do AUV 3. Depois que o dispositivo de fixação é fechado, o eletroímã pode ser desligado, e o guincho pode erguer o dispositivo de fixação e o AUV 3.

[064] Os versados na técnica compreenderão que outras soluções podem ser utilizadas, e que qualquer combinação de soluções apresentadas aqui, e outras soluções, podem ser utilizadas para se fixar o AUV 3 ao UAV

2.

[065] A figura 10 é um desenho de vista lateral de uma modalidade da presente invenção, onde o AUV 3 é liberado do UAV 2 sob o nível do mar.

[066] Nessa modalidade o UAV 2 que transporta o AUV 3 é adaptado para submergir antes de liberar o AUV 3. Uma vez que o UAV 2 submarino tenha distribuído sua carga, ou, de outra forma, completado sua missão, o mesmo se impulsionará de volta para um local predeterminado na superfície da água. Uma vez que o AUV 3 é liberado do UAV 2, o UAV 2 pode permanecer/flutuar na superfície da água ou retornar para um navio ou instalação próximo.

[067] Depois que o AUV 3 termina sua missão, o mesmo será recuperado de forma autônoma e automática pelo UAV 2. O UAV 2 com o AUV 3 irá, então, decolar e voar de volta para a base, de forma controlada por rádio ou autônoma.

[068] O AUV 3 é equipado com uma plataforma de sensor adequada, e realizará a tarefa de detectar, mapear, identificar e verificar a localização e situação dos objetos ou fenômenos de interesse submarinos.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema para liberar e recuperar um Veículo Submarino Autônomo (AUV 3) utilizando um Veículo Aéreo Não Tripulado (UAV 2), caracterizado pelo fato de o AUV (3) possuir uma estrutura (6) fixada a seu exterior e o UAV (2) possuir um mecanismo de travamento (5) fixado a um fio (4) para travar na estrutura (6) no AUV (3).

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, no qual a estrutura (6) é compreendida de pontos de montagem que montam a estrutura (6) no AUV (3), a cada ponto de montagem sendo fixada pelo menos uma barra (13), cada barra (13) sendo fixada, em sua extremidade oposta, a uma barra circular (13), a barra circular (13) sendo espaçada dos pontos de montagem em pelo menos uma direção vertical.

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, no qual o mecanismo de travamento (5) compreende uma plataforma central com um ponto de fixação com o fio(4) do UAV (2) e um motor (7) controlando um conjunto de braços (8), cada braço (8) possuindo uma haste (10) fixada ao mesmo, cada haste (10) sendo fixada, em sua extremidade oposta, à parte superior de um gancho (11), cada gancho sendo fixado, em uma extremidade inferior (12), a uma barra (13), cada barra (13) sendo fixada em um ponto central (14) abaixo da plataforma central, tornando esse o ponto mais inferior (14) do mecanismo de travamento (5), o ponto central (14) do mecanismo de travamento (5) sendo fixado à plataforma central do mecanismo de travamento (5).

4. Sistema, de acordo com a reivindicação 3, no qual o mecanismo de travamento (5) possui pelo menos três ganchos.

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 3, no qual o motor (7) no mecanismo de travamento (5) pode girar o conjunto de braços (8) em uma direção horária ou anti- horária.

6. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, no qual cada gancho pode articular em torno de seu ponto de fixação (12) na barra (13).

7. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, no qual cada haste (10) é rotativa em torno de seu ponto de fixação (9) no braço (8).

8. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, no qual o movimento dos braços (8) força as hastes (10) a girarem os ganchos em torno do ponto de fixação dos ganchos (12) nas barras (13).

9. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, no qual quando o mecanismo de travamento (5) e a estrutura de suporte (6) são posicionados corretamente um com relação ao outro, o movimento dos ganchos força os ganchos a travar ou liberar a barra circular (16) da estrutura (6).

10. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, no qual o mecanismo de travamento (5) pode ser erguido e abaixado pelo fio (4) que é enrolado e desenrolado de um carretel controlado por um motor elétrico no UAV (2).

11. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, no qual a plataforma central do mecanismo de travamento (5) pode apresentar uma unidade de comunicação configurada para comunicar com o AUV (3).

12. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, no qual a plataforma central do mecanismo de travamento (5) pode possuir um ímã.

13. Método de liberação e recuperação de um Veículo Submarino Autônomo (AUV 3) utilizando um Veículo Aéreo Não Tripulado (UAV 2), no qual o UAV (2) possui um mecanismo de travamento (5) que compreende uma plataforma central com um ponto de fixação em um fio (4) do UAV (2) e um motor (7) que controla um conjunto de braços (8), cada braço (8) possuindo uma haste (10) fixada ao mesmo, cada haste (10) sendo fixada, em sua extremidade oposta, à parte superior de um gancho (11), cada gancho sendo fixado, em uma extremidade inferior, (12) a uma barra (13), cada barra (13) sendo fixada em um ponto central (14) abaixo da plataforma central, tornando o mesmo o ponto mais inferior (14) do mecanismo de travamento (5), o ponto central (14) do mecanismo de travamento (5) sendo fixado à plataforma central do mecanismo de travamento (5), o método compreendendo as etapas de: * abaixar o mecanismo de travamento (5) fixado ao UAV (2) para dentro de uma estrutura (6) fixada no exterior do AUV (3); * girar o conjunto de braços (8) fixado ao motor (7) na plataforma central do mecanismo de travamento (5); * empurrar a haste (10), fixada a cada braço (8), pelo movimento dos braços (8); * girar o gancho em torno de seu ponto de fixação (12) na barra (13) pela impulsão da haste (10); * travar o gancho em uma barra circular (16) da estrutura (6);

* liberar o gancho da barra circular (16) da estrutura (6) por meio da rotação dos braços(8) na direção oposta.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, no qual elevar ou abaixar o mecanismo de travamento (5) por meio do enrolar ou desenrolar do fio (4) de um carretel controlado por um motor elétrico no UAV (2).