ES2398769A1 - Vehículo marino para transporte y operación de vehículos no tripulados - Google Patents

Vehículo marino para transporte y operación de vehículos no tripulados Download PDF

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ES2398769A1 ES201232045A ES201232045A ES2398769A1 ES 2398769 A1 ES2398769 A1 ES 2398769A1 ES 201232045 A ES201232045 A ES 201232045A ES 201232045 A ES201232045 A ES 201232045A ES 2398769 A1 ES2398769 A1 ES 2398769A1
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Ernö Péter COSMA
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Abstract

Vehículo marino para transporte y operación de vehículos no tripulados, donde el vehículo marino comprende: al menos un casco (1) que contiene, equipos de alimentación energética, tanques y depósitos, equipos de impulsión, una estructura principal (3) para soporte, apoyo, transporte y anclaje de al menos una góndola (4, 5) configurada para albergar, amarrar y estibar una pluralidad de vehículos no tripulados, un módulo central (6) de comunicaciones y datos, medios de control de la dirección (8), y medios de propulsión (9). El vehículo está configurado para funcionar de manera autónoma sin contacto y/o conexión física con puesto de control remoto. El vehículo comprende medios de captación de energía propios, seleccionables entre paneles solares (7), aerogeneradores (10), otros sistemas de captación de energía o una combinación de los mismos.

Description

Vehículo marino para transporte y operación de vehículos no tripulados.
Campo de la invención La invención se encuadra en el sector técnico de la tecnología naval, y en el de las tecnologías de las comunicaciones, concretamente tecnologías de control y guía a distancia aplicadas a vehículos marinos no tripulados.
Antecedentes de la invención Los vehículos submarinos no tripulados, como por ejemplo los ROV (Remote Operated underwater Vehicles), los cuales son vehículos submarinos no tripulados operados por control remoto o los gliders u otros vehículos submarinos no tripulados que se pueden operar sin cordón umbilical siguiendo instrucciones preprogramadas, ofrecen grandes posibilidades para multitud de aplicaciones. En la actualidad la gran totalidad de ROV conocidos trabajan siempre condicionados por una ligadura necesaria con la superficie que se denomina cordón umbilical a través del cual, por un lado, se transmite alimentación o energía al vehículo no tripulado para su funcionamiento para su desplazamiento y, por otro lado, se transmiten datos, ya sean distintas señales para controlar, por ejemplo, el movimiento del vehículo no tripulado o datos recogidos por diferentes tipos de sensores instalados en el vehículo no tripulado.
Asumiendo la necesidad de la presencia de ese cordón umbilical, se observa que el transporte del conjunto vehículo submarino no tripulado + Cordón umbilical + sistema de control, se realiza normalmente mediante una embarcación dotada con una tripulación más o menos numerosa, lo cual implica una limitación importante en el uso de estos vehículos por la necesaria presencia de un equipo humano que lo maneje desde la embarcación, así como del resto de tripulación que pueda ser necesaria para el traslado al punto de operación. A todo esto habría que sumarle el propio coste de flete de la embarcación. Por consiguiente, esta “ligadura” merma de forma considerable la operatividad de este tipo de vehículos.
En la patente US2011144836 A1 se describe un sistema de investigación submarina en el cual se incluyen medios para controlar y alimentar ROVs, dependiendo el guiado de los mismos de un buque de superficie (con la consiguiente tripulación) al que va unida mediante un cordón umbilical físico.
En la patente KR20110012324 A se describe un sistema de carga para un robot submarino de exploración en la cual se incluyen medios para alimentar vehículos submarinos no tripulados, no se describe el vehículo en sí, si no el sistema de carga que se haya fijo al fondo marino y se encarga del aporte energético de vehículos no tripulados.
En la patente GB2453645 A se describe un método para operar un vehículo submarino autónomo que incluye un cordón umbilical unido a un buque de superficie.
Finalmente, la patente WO2005030571 A2 se describe un sistema con una unidad que permite la operación de vehículos submarinos o de superficie de forma que éstos puedan repostar en la misma (en este caso no está sumergido), pero la unidad depende de un buque nodriza de superficie al que se haya unido por cordón umbilical. La unidad permite usar y recuperar estos vehículos no tripulados en zonas a las que el buque nodriza no puede acceder por distintos motivos.
Por todo ello, se ha detectado la necesidad de diseñar un vehículo intermedio que haga de puente de control, comunicaciones y transporte para al menos un vehiculo submarino no tripulado, como por ejemplo un ROV para que desde una base remota pueda ser controlado tanto el vehículo intermedio, con todo su potencial, como el de el o los vehículos no tripulados que transporte y opere.
Este objetivo se consigue por medio de la invención tal y como está definida en la reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes se definen realizaciones preferidas de la invención.
Descripción de la invención La invención se refiere a un vehículo marino para transporte y operación de vehículos no tripulados, donde el vehículo marino comprende al menos un casco que contiene equipos de alimentación energética, tanques y depósitos y equipos de impulsión del vehiculo, , una estructura principal para soporte, apoyo, transporte y anclaje de al menos una góndola configurada para albergar, amarrar y estibar una pluralidad de vehículos no tripulados, un modulo central de comunicaciones y datos, medios de control de la dirección, y medios de propulsión.
El vehículo marino para transporte y operación de vehículos no tripulados objeto de la presente invención tiene la particularidad de que está configurado para funcionar de manera autónoma sin contacto y/o conexión física con un puesto de control remoto.
De esta manera, el vehículo marino descrito es capaz de transportar varios vehículos no tripulados a un determinado emplazamiento de forma segura, transmitiéndose la información recogida bien por los vehículos no tripulados o por el propio vehículo que contará con sensores adecuados a una determinada misión.
En otro aspecto de la invención el vehículo podrá comprender medios de captación de energía propios, seleccionables entre paneles solares, aerogeneradores, otros sistemas de captación de energía o una combinación de los mismos. De esta forma el vehículo utilizará fuentes de energía renovable para tener una mayor autonomía y alcance operativos y para ahorrar de forma ostensible en costes de operación.
El vehículo podrá comprender al menos una unidad de propulsión lateral, pudiendo disponer de dos o más unidades, no siendo esta característica en ningún caso limitativa.
El control del vehículo se podrá realizar desde el puesto de control remota, de forma remota, o bien se podrá realizar desde el propio vehículo el cual puede disponer de un puesto de control a bordo, en el caso de que se pretenda operar por un operario de forma más directa, convirtiéndose en un vehículo tripulado especializado para transporte y operación vehículos no tripulados.
El vehículo puede contar con sistemas que permiten su operación de forma autónoma en caso de pérdida de conexión con el puesto de control y dispone de capacidad de decisión a la hora de recuperar los vehículos que transporta y opera en caso de presentarse malas condiciones de trabajo así como de la capacidad, una vez conseguida la recuperación de los vehículos, de realizar una inmersión a una profundidad segura hasta que las condiciones en superficie sean adecuadas. A tal efecto, en el vehículo se pueden disponer sistemas propios de monitorización y toma de decisiones, un sistema de recuperación automática de vehículos no tripulados en caso de detección de condiciones adversas.
Los medios de inmersión del vehículo podrán estar configurados para la inmersión automática a profundidad segura en caso de condiciones adversas y para la emersión automática a superficie en caso de mejora de las condiciones adversas.
La estructura principal del vehículo marino objeto de la presente invención podrá ser extensible telescópicamente y podrá estar configurada para albergar vehículos no tripulados de diferentes tipos, tamaños y pesos en sus respectivas góndolas. Además cuando la estructura principal se recoja se podrá conseguir reducir las dimensiones del vehículo para de este modo facilitar su manejo y transporte.
Breve descripción de los dibujos A continuación se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de dicha invención que se presenta como un ejemplo no limitativo de ésta.
La Figura 1 representa una vista en perspectiva del vehículo marino para transporte y operación de vehículos no tripulados objeto de la presente invención.
En las figuras anteriormente citadas se identifican una serie de referencias que corresponden a los elementos indicados a continuación, sin que ello suponga carácter limitativo alguno:
1.
casco del vehiculo
2.
unidad de propulsión lateral
3.
estructura principal
4.
góndola principal
5.
góndola secundaria
6.
módulo central de comunicaciones y datos
7.
paneles solares
8.
sistema de control de la dirección
9.
medios de propulsión
10.
mini-aerogenerador.
Descripción detallada de un modo de realización preferido de la invención En la figura 1 se ha representado una vista en perspectiva del vehiculo marino para transporte y operación de vehículos no tripulados objeto de la presente invención el cual comprende en primer lugar unos cascos 1 los cuales comprenden todos los equipos de iluminación, de alimentación energética, tales como depósitos de combustible en el caso de motor de explosión si fuera necesario dotar al vehículo de equipos auxiliares de emergencia, así como baterías eléctricas para motores eléctricos etc. Además en el casco se van a incluir los equipos de impulsión, es decir los motores propiamente dichos y los equipos de inmersión / emersión como son los tanques de lastre y las bombas de dichos tanques de lastre. Todos estos equipos y elementos no se han representado en la figura por considerar que se trata de equipos conocidos en el estado de la técnica y su descripción detallada no afectará al ámbito de protección de la presente invención.
El vehículo cuenta con una estructura principal 3 para soporte, transporte y anclaje de las góndolas, sensores y otros dispositivos así como el sistema de control del vehículo si se quiere operar como vehículo tripulado, la cual es extensible telescópicamente actuando como bastidor del conjunto del sistema de comunicaciones, del transporte de vehículos no tripulados de diferentes tipos, tamaños y pesos albergados en su/sus respectivas góndolas, y del sistema de control presencial en caso de operación como vehículo tripulado.
Por debajo de los cascos 1 se van a disponer dos unidades de propulsión lateral 2, las cuales van a ayudar a la hora de dirigir el vehículo. En la estructura principal 3 se dispone una góndola 4 principal para el transporte, amarre y estiba de los vehículos no tripulados y se puede disponer otra góndola 5 secundaria que puede albergar otro vehículo no tripulado.
El vehículo dispone de un módulo central 6 de comunicaciones y redes, medios de control de la dirección 8 y medios de propulsión 9.
Para alimentar energéticamente al vehículo de forma autónoma puede disponer de paneles solares 7 dispuestos sobre los cascos 1 y un mini-aerogenerador 10, preferiblemente abatible, y dispuesto en la parte frontal del vehículo, vinculado al bastidor o estructura principal 3.
El control de vehículo se puede realizar de forma remota desde un puesto de control remoto o bien desde el propio vehículo para lo cual se puede disponer de un puesto de control a bordo.
El vehículo igualmente dispone de sistemas propios de monitorización y toma de decisiones, para la recuperación automática de vehículos no tripulados en caso de detección de condiciones adversas. Además el sistema de inmersión puede configurarse para descender el vehículo de forma automática a profundidad segura en caso de que las condiciones de operación sean adversas y para ascender el vehículo de forma automática a en caso de mejora de dichas condiciones.
En el presente modo de realización, las dimensiones del vehículo serían: largo total 5.898 mm, manga 2.352 mm, puntal: 2.400 mm (plegado) y 3.080 mm (extendido). El material de construcción empleado será, el aluminio para el casco 1, y materiales compuestos para las góndolas 4 y 5. Las dimensiones del vehículo plegado se corresponden con las de un contenedor TEU standard de 20 pies para facilitar el traslado del vehículo.
El vehículo utilizará paneles solares, siendo la superficie disponible de unos 10 m2, estimando una potencia de 150 W·h. La autonomia, considerando una velocidad media de 5 nudos, se estima que pueda llegar a las 30 millas sin recargar y sin recurrir a un sistema diesel auxiliar. Por su parte, el mini-aerogenerador será un modelo comercial AMPAIR 300 que entrega una potencia del orden de 150 W·h. Finalmente, los motores eléctricos que integra el vehículo serán de 5 kW a 24 V.

Claims (9)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Vehículo marino para transporte y operación de vehículos no tripulados, donde el vehículo marino
    comprende: Al menos un casco (1) que contiene, equipos de alimentación energética, tanques y depósitos, equipos de impulsión, una estructura principal (3) para soporte, apoyo, transporte y anclaje de al menos una góndola (4, 5) configurada para albergar, amarrar y estibar una pluralidad de vehículos no tripulados, un módulo central (6) de comunicaciones y datos, medios de control de la dirección (8), y medios de propulsión (9),
    caracterizado porque el vehículo está configurado para funcionar de manera autónoma sin contacto y/o conexión física con puesto de control remoto.
  2. 2.
    Vehículo marino para transporte y operación de vehículos no tripulados según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende medios de captación de energía propios, seleccionables entre paneles solares (7), aerogeneradores (10), otros sistemas de captación de energía o una combinación de los mismos.
  3. 3.
    Vehículo marino para transporte y operación de vehículos no tripulados según las reivindicaciones 1 y 2 caracterizado porque comprende al menos una unidad de propulsión lateral (2).
  4. 4.
    Vehículo marino para transporte y operación de vehículos no tripulados según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el control del vehículo se realiza desde el propio vehículo el cual dispone de un puesto de control a bordo.
  5. 5.
    Vehículo marino para transporte y operación de vehículos no tripulados según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende sistemas propios de monitorización y toma de decisiones.
  6. 6.
    Vehículo marino para transporte y operación de vehículos no tripulados según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende un sistema de recuperación automática de vehículos no tripulados en caso de detección de condiciones adversas.
  7. 7.
    Vehículo marino para transporte y operación de vehículos no tripulados según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios de inmersión del vehículo están configurados para la inmersión automática a profundidad segura en caso de condiciones adversas y para la emersión automática a superficie en caso de mejora de las condiciones adversas.
  8. 8.
    Vehículo marino para transporte y operación de vehículos no tripulados según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la estructura principal (3) es extensible telescópicamente y está configurada para albergar vehículos no tripulados de diferentes tipos, tamaños y pesos alojados en sus respectivas góndolas (4) y (5).
    OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS
    N.º solicitud: 201232045
    ESPAÑA
    Fecha de presentación de la solicitud: 27.12.2012
    Fecha de prioridad:
    INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA
    51 Int. Cl. : Ver Hoja Adicional
    DOCUMENTOS RELEVANTES
    Categoría
    56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas
    X
    US 6269763 B1 (WOODLAND RICHARD LAWRENCE KEN) 07.08.2001, descripción; figura 30. 1,5
    X
    US H2173H H1 (NEWBORN DAVID A et al.) 03.10.2006, todo el documento. 1,5
    X
    US 2012192779 A1 (TEPPIG JR WILLIAM et al.) 02.08.2012, párrafo [166]; figura 60. 1,3,5
    X
    EP 1031506 A2 (MCDERMOTT SA J RAY) 30.08.2000, figura 1. 1,5
    A
    CN 201305130 Y (UNIV YANSHAN) 09.09.2009, figuras. 2
    A
    ROBO SUB2012 "Isaac Peral y Caballero". Recuperado de internet: <http://fuve-e.jimdo.com/robosub-2012/> 1,4,5
    A
    CN 202414143 U (715TH RES INST SHIPBLD IND) 05.09.2012, resumen. 7
    A
    US 5517940 A (BEYER JAY R) 21.05.1996, figuras. 8
    Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
    El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:
    Fecha de realización del informe 05.03.2013
    Examinador D. Herrera Alados Página 1/4
    INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA
    Nº de solicitud: 201232045
    CLASIFICACIÓN OBJETO DE LA SOLICITUD B63B35/40 (2006.01)
    B63B38/00 (2006.01) B63G8/00 (2006.01) Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación)
    B63B, B63G
    Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC
    Informe del Estado de la Técnica Página 2/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 201232045
    Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 05.03.2013
    Declaración
    Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 2-8 1 SI NO
    Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-8 SI NO
    Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).
    Base de la Opinión.-
    La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.
    Informe del Estado de la Técnica Página 3/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 201232045
    1. Documentos considerados.-
    A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.
    Documento
    Número Publicación o Identificación Fecha Publicación
    D01
    US 6269763 B1 (WOODLAND RICHARD LAWRENCE KEN) 07.08.2001
  9. 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración
    El objeto principal de la invención según la reivindicación 1 es un vehículo de transporte para el vehículos no tripulados que comprende una casco, con equipos de alimentación energética, tanques, una góndola para el transporte de una pluralidad de vehículos no tripulados, un módulo central de comunicaciones y medios de dirección y propulsión y configurado para funcionar de manera autónoma sin contacto físico con el puesto de control remoto.
    El documento D01, considerado el más cercano del estado de la técnica, divulga un submarino autónomo no tripulado con un casco, con equipos de alimentación energética, equipos de control y comunicación, medios de dirección y propulsión, depósitos y alojamiento para una pluralidad de vehículos no tripulados que está configurado para funcionar de manera autónoma sin contacto físico con el puesto de control remoto (ver descripción; figura 30). Por lo tanto, la reivindicación 1 no es nueva a la vista del estado de la técnica conocido (Art. 6.1 de LP11/86).
    Las características técnicas de las reivindicaciones 2 a 8, se consideran opciones de diseño sobradamente conocidas en el estado de la técnica o simples yuxtaposiciones o asociaciones de dispositivos que funcionan de manera normal y que producen interrelaciones de funcionamiento evidentes. Por lo tanto, las reivindicaciones 2 a 8 carecen de actividad inventiva (Art. 8.1 de LP11/86).
    Informe del Estado de la Técnica Página 4/4
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