ITTO20090381A1 - Dispositivo pulitore per scafi di imbarcazioni - Google Patents

Description

“DISPOSITIVO PULITORE PER SCAFI DI IMBARCAZIONIâ€

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo pulitore per scafi di imbarcazioni.

Come à ̈ generalmente noto l’opera viva degli scafi delle imbarcazioni à ̈ sottoposta alla formazione di alghe o cirripedi, come il Chthamalus Stellatus (volgarmente detto “dente di cane†), che si sviluppano con il passare del tempo e proliferano sull’opera viva fino a causare incrostazioni che danneggiano lo scafo ed incrementano i consumi di carburante durante la navigazione (per effetto dell’aumentato attrito tra lo scafo e l’acqua).

Si pensi ad esempio che i cirripedi come il “dente di cane†crescono affondando le loro radici nello scafo, e generando in questo solchi e fori che ne compromettono l’integrità.

Al fine di prevenire tali inconvenienti à ̈ uso comune pulire periodicamente l’opera viva dello scafo dell’imbarcazione.

È possibile effettuare tale pulizia traendo l’imbarcazione in secca, ma ciò comporta l’intervento di carri-ponte e gru atti allo scopo, con la conseguenza che tale soluzione viene pertanto adottata solo in occasione delle revisioni periodiche in secca all’opera viva; tale operazione poi presenta notevoli difficoltà se si pensa a imbarcazioni aventi dimensioni e pesi tali per cui non à ̈ possibile sollevarle con i carri ponte e le gru normalmente in dotazione nei porti turistici, ma deve essere predisposto un bacino atto allo scopo.

Inoltre le revisioni periodiche in secca dello scafo possono anche essere predisposte ad intervalli di qualche anno l’una dall’altra, con la conseguenza che, effettuando la pulizia solo in tali occasioni, la crescita di alghe e cirripedi sull’opera viva raggiunge proporzioni non accettabili, sia per i consumi che per l’integrità dello scafo.

Al fine di ovviare a questo problema si à ̈ pensato di ridurre gli intervalli di pulizia effettuando quest’ultima quando l’imbarcazione à ̈ in acqua: in questo caso ovviamente l’opera viva à ̈ in condizione immersa e pertanto à ̈ necessario effettuare l’operazione di pulizia sott’acqua.

Tale pulizia viene normalmente effettuata da un operatore subacqueo che, munito di una spazzola, si immerge al di sotto dell’imbarcazione e ne pulisce l’opera viva, rimuovendo manualmente le incrostazioni.

Tale operazione deve essere svolta tuttavia in acque aperte, per via delle normative che rendono problematica l’immersione di un operatore subacqueo nei porti, e presenta pertanto alcune difficoltà ed un certo costo.

In primo luogo infatti à ̈ possibile provvedere alla pulizia solo nei giorni in cui il mare à ̈ calmo, onde permettere all’operatore di immergersi in sicurezza; inoltre à ̈ necessario navigare fino ad un sito ritenuto opportuno, al di fuori delle acque del porto, fermarsi per effettuare la pulizia e rientrare poi in porto; inoltre l’intervento di un operatore subacqueo specializzato presenta un certo costo, poiché l’operazione di pulizia dura anche alcune ore.

Sono anche noti allo stato dell’arte dei dispositivi di pulizia per opere vive di scafi di imbarcazioni, come quello descritto nel brevetto americano US 5,174,222 del titolare Mark C. Rogers, che comprende delle spazzole poste sul fondo, delle ruote ed un motore calettato ad un’elica: l’elica à ̈ posta centralmente sul corpo del dispositivo ed à ̈ azionata in modo da generare una forza diretta in modo tale da mantenere il dispositivo aderente all’imbarcazione durante le fasi di lavoro di questo; il dispositivo durante la pulizia resta aderente allo scafo e viene spostato lungo l’opera viva per permettere alle spazzole di rimuovere le incrostazioni.

Quando tale dispositivo à ̈ azionato da un operatore subacqueo, l’operazione di pulizia dello scafo presenta gli stessi inconvenienti sopra descritti.

Quando invece tale dispositivo à ̈ comandato da remoto, ovvero da un operatore che manovra un pannello di controllo posto al di fuori dell’acqua, si nota che à ̈ comunque necessario occupare un operatore per tutto il tempo di pulizia dell’opera viva della imbarcazione.

Inoltre questo tipo di dispositivo à ̈ utilizzabile principalmente solo su imbarcazioni aventi scafi privi di ostacoli sporgenti dalla linea del fasciame; infatti l’operatore in remoto determina il percorso del dispositivo osservando le immagini trasmesse da quest’ultimo e rilevate da telecamere subacquee: la risoluzione delle telecamere predisposte sul dispositivo, unitamente al fatto che l’acqua dei porti à ̈ spesso torbida, non consente tuttavia all’operatore in remoto di individuare chiaramente eventuali ostacoli che potrebbero generare impedimenti alla manovra, con il rischio che durante l’operazione di pulizia il dispositivo entri in contatto gli ostacoli, causando danni al dispositivo e/o un allontanamento di questo dalla linea del fasciame, con una conseguente perdita di aderenza tra i due ed il distacco del dispositivo dallo scafo.

Questi problemi sono maggiormente avvertiti nel caso di imbarcazioni provviste di uno scafo cosiddetto “planante†, ovvero uno scafo che, in moto, trova il suo principale sostegno nella reazione dinamica dell'acqua, con il risultato che in moto la prua si solleva mentre la poppa resta immersa: in tale tipo di imbarcazioni infatti le velocità raggiunte sono notevolmente superiori rispetto alle imbarcazioni provviste di uno scafo dislocante, e la presenza di incrostazioni limita la velocità massima raggiungibile, limitando pertanto l’effetto planante e facendo aumentare sensibilmente i consumi.

Inoltre tali imbarcazioni presentano sull’opera viva dei pattini longitudinali (altrimenti detti in inglese “spray rails†) o “gradini di planata†: questi ultimi sono conformati come dei veri e propri gradini che sporgono rispetto alla linea del fasciame e si estendono per una certa lunghezza in senso longitudinale, e servono per facilitare e delimitare il distacco del flusso d’acqua sotto all’imbarcazione, spingendola ai lati di questa, così che l’effetto di planata sia migliorato, insieme con la stabilizzazione dell’imbarcazione durante la navigazione.

La presenza dei gradini di planata sconsiglia di utilizzare in modalità di guida da remoto il dispositivo descritto nel brevetto US 5,174,222, poiché un errore di valutazione dell’operatore porterebbe il dispositivo a passare sopra ad un gradino di planata, con il risultato che il dispositivo si allontanerebbe dal fasciame, facendo diminuire la forza di suzione generata dall’elica che lo mantiene aderente allo scafo, provocando così il suo distacco dalla superficie di lavoro.

In tali casi si rende pertanto necessario continuare ad utilizzare l’operatore subacqueo, con gli stessi inconvenienti discussi più sopra.

Scopo della presente invenzione à ̈ quello di mettere a punto un dispositivo di pulizia per imbarcazioni che sia in grado di superare gli inconvenienti sopra indicati.

Una prima idea alla base della presente invenzione à ̈ quella di predisporre un dispositivo di pulizia per scafi di imbarcazioni, detto dispositivo avente in condizione immersa un assetto idrostatico non negativo, quindi positivo o neutro ed essendo del tipo comprendente almeno una spazzola per pulire uno scafo di una imbarcazione, dei mezzi di trazione e dei mezzi per mantenere detti mezzi di trazione in contatto con uno scafo di una imbarcazione, in cui il dispositivo à ̈ di tipo semovente e comprende una unità di elaborazione di segnali rilevati da sensori ed atta a selezionare una traiettoria di movimento del dispositivo in funzione dei detti segnali, così da evitare ostacoli posti sulla traiettoria prima che il dispositivo vi entri in contatto.

Ulteriori caratteristiche vantaggiose sono oggetto delle allegate rivendicazioni, che si intendono parte integrante del presente testo.

Queste caratteristiche ed ulteriori vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente chiari dalla descrizione di un suo esempio di realizzazione mostrato nei disegni annessi, forniti a puro titolo esemplificativo e non limitativo, in cui:

fig. 1 illustra una vista laterale del dispositivo semovente secondo una prima forma esecutiva della presente invenzione;

fig. 2 illustra una vista dall’alto del dispositivo semovente di fig. 1;

fig. 3 illustra una vista laterale del dispositivo semovente di fig. 1 in condizione operativa con i sensori in funzione;

fig. 4 illustra una vista in sezione di uno scafo di una imbarcazione con il dispositivo di fig. 1 in condizione operativa;

fig. 5 illustra un dettaglio di una condizione operativa del dispositivo di fig. 4;

fig. 6 illustra un altro dettaglio di una diversa condizione operativa del dispositivo di fig. 4;

fig. 7 illustra una vista laterale dello scafo dell’imbarcazione di fig. 4;

fig. 8 illustra una vista laterale dello scafo dell’imbarcazione di fig. 4 su cui à ̈ applicato un trasmettitore di ultrasuoni in corrispondenza della prua ed il dispositivo di fig. 1 in condizione operativa; fig. 9 illustra l’opera viva dell’imbarcazione di fig. 8 vista dal basso e una possibile traiettoria del dispositivo di fig. 1;

fig. 10 illustra una variante del dispositivo di fig. 1; fig. 11 illustra l’opera viva di una imbarcazione di vista dal basso e provvista di una traccia che definisce il percorso seguito dal dispositivo di fig. 10.

Facendo riferimento alle figg. 1 e 2 in esse si può notare un dispositivo semovente 1 secondo una prima forma esecutiva della presente invenzione; esso comprende un telaio 2 sul quale sono montati dei mezzi di trazione, ad esempio quattro ruote 3, connesse ad un motore 6 per il loro azionamento, ad esempio un motore elettrico o pneumatico.

Le ruote 3 possono essere sterzanti per permettere al dispositivo di muoversi tracciando traiettorie sullo scafo; in alternativa si può pensare di predisporre una catena cinematica attraverso la quale il motore 6 può azionare una, due o più ruote, così da ottenere gli effetti di sterzatura desiderati facendo ruotare alcune ruote e mantenendone ferme altre.

Il telaio 2 definisce al suo interno uno spazio stagno in cui sono alloggiati il motore elettrico o pneumatico 6, la unità di elaborazione 8 e più in generale tutte le componenti del dispositivo che non devono entrare in contatto con l’acqua.

Il motore 6 à ̈ alimentato mediante la linea di alimentazione 12, che fuoriesce dal telaio del dispositivo 1 nella sua parte opposta a quella recante le ruote 3, la quale linea di alimentazione à ̈ guidata da un profilo tubolare 11 per un tratto iniziale, così che si estenda in prossimità del dispositivo in direzione sostanzialmente perpendicolare a quella del piano contenente gli assi delle ruote 3, per i motivi che verranno analizzati più oltre.

Il dispositivo semovente 1 comprende poi dei mezzi per mantenere i mezzi di trazione 3 in contatto con uno scafo di una imbarcazione, in condizione immersa: tali mezzi possono essere ad esempio costituiti da un’elica 4 posta in un condotto 41 che si apre sul lato del dispositivo dove sono poste le ruote 3, e che viene messa in rotazione da un motore, così da generare una forza di suzione tra il dispositivo 1 e la superficie di appoggio, che mantiene le ruote in appoggio.

In alternativa si fa notare sin d’ora che al posto delle ruote 3, quali mezzi trazione, possono essere previsti dei cingoli (non raffigurati) e che al posto dell’elica 4 possono essere previsti diversi mezzi per mantenere le ruote o i cingoli in contatto con lo scafo di una imbarcazione in condizione di dispositivo 1 immerso, come ad esempio degli ugelli che erogano aria compressa o simili mezzi in grado di generare sul dispositivo una forza diretta verso il lato di questo provvisto delle ruote (o dei cingoli).

Sul lato provvisto di ruote 3, o “lato di appoggio del dispositivo†, à ̈ poi provvista almeno una spazzola 7, qui raffigurata come una spazzola cilindrica, rotante; essa può più in generale assumere forme diverse, può essere fissa e non rotante, e può essere abbinata ad altre spazzole, anch’esse poste sul lato di appoggio del dispositivo semovente 1, può infine essere motorizzata o libera: tali spazzole 7 servono per pulire lo scafo dell’imbarcazione quando il dispositivo semovente 1 à ̈ in condizione operativa.

Il dispositivo semovente 1 comprende poi una camera di galleggiamento 5 che può essere riempita con aria o con acqua, in modo da far variare l’assetto idrostatico del dispositivo in condizione immersa, così da fargli mantenere un assetto non negativo: il dispositivo 1 può quindi assumere un assetto positivo, quindi tende a galleggiare, o neutro, a seconda del grado di riempimento della camera di galleggiamento 5.

Il mantenimento di un assetto positivo à ̈ vantaggioso se si considera che il dispositivo 1 in condizione operativa à ̈ posto al di sotto dello scafo in aderenza su quest’ultimo, e pertanto la presenza di una forza che lo spinge verso l’alto (galleggiamento) migliora le condizioni di aderenza con lo scafo.

Per riempire la camera di galleggiamento 5 con acqua à ̈ sufficiente predisporre un condotto munito di una opportuna elettrovalvola che sfocia sulla superficie esterna del dispositivo, ed aprire la valvola quando quest’ultimo si trova in acqua, mentre per far svuotare la camera 5 dall’acqua à ̈ necessario connettere la camera ad un serbatoio di aria compressa, che può essere alloggiato direttamente nel telaio 2 oppure può essere remoto: in quest’ultimo caso si può far pervenire l’aria compressa alla camera 5 mediante un tubo compreso nella linea di alimentazione 12.

Il dispositivo semovente 1 comprende poi dei gruppi di sensori 9 e 10 posti anteriormente e posteriormente: i sensori sono configurati in modo tale da rilevare eventuali ostacoli sul percorso di marcia del dispositivo semovente 1 prima che questo li incontri: ad esempio nella soluzione mostrata essi sono posti in corrispondenza delle estremità anteriori e posteriori del dispositivo 1.

Nella forma esecutiva mostrata, e con riferimento anche alla fig. 3, i sensori 9 e 10 comprendono un totale di otto sensori ad ultrasuoni per impiego subacqueo 92, 93, 102, 103 come quelli commercializzati sotto il nome di LV-MAXSONAR-WR1 dalla MAXBOTIX Inc. .

I gruppi di sensori 9 e 10 comprendono opzionalmente anche un sensore di contatto 91, 101, come un interruttore a contatto o tattile ad esempio del tipo commercializzato dalla ITT Industries sotto il nome commerciale di “KSI Sealed Tact Switches†o simili, il cui impiego sarà chiarito meglio in seguito.

I sensori ad ultrasuoni 92, 93, 102, 103 sono in grado di rilevare eventuali ostacoli in un intervallo di distanze variabile e sono predisposti per operare in condizione immersa; come si può notare in fig. 3 essi sono disposti così da rilevare un ostacolo antistante al dispositivo 1 in moto, come ad esempio una repentina variazione di quota del piano di appoggio, come meglio chiarito in seguito in occasione delle figure successive. A tal fine i sensori ad ultrasuoni 92, 93, 102, 103 sono disposti su piani inclinati di un angolo compreso tra 25° e 45° rispetto al piano passante per gli assi di rotazione delle ruote 3: in questo modo, come indicato in fig. 3 con linea a tratto-punto, essi sono in grado di rilevare la presenza di eventuali ostacoli prima che il robot vi entri in contatto: più nella fattispecie le due coppie di sensori 93 e 103 sono rivolti verso il lato di appoggio del dispositivo (verso le ruote), mentre le coppie di sensori 92 e 102 sono rivolti in direzione opposta, ovvero verso il lato del dispositivo 1 sprovvisto di ruote.

Si noti inoltre che il gruppo dei sensori 9 e 10 à ̈ disposto in modo tale da sporgere verso l’esterno rispetto alle ruote 3, e che i sensori ad ultrasuoni 92, 93, 102, 103 sono posti in corrispondenza degli spigoli del dispositivo: questo permette di ridurre al minimo il numero di sensori, garantendo che essi effettuino le rilevazioni in corrispondenza delle estremità del dispositivo.

Il dispositivo 1 comprende poi una unità di elaborazione 8 che riceve in ingresso i dati relativi alle misurazioni effettuate dai sensori ad ultrasuoni 92, 93, 102, 103 e, se previsti, dai sensori di contatto 91 e 101.

Tale unità di elaborazione 8 riceve anche in ingresso i dati relativi alla direzione di movimento del dispositivo 1, ad esempio i dati relativi alla direzione di rotazione delle ruote 3.

L’unità di elaborazione 8 à ̈ anche atta a comandare le ruote 3, così da far avanzare o retrocedere o sterzare il dispositivo.

L’unità di elaborazione 8, mediante un raffronto tra le misurazioni dei sensori ad ultrasuoni 92, 93, 102, 103, e conoscendo la direzione di marcia del dispositivo 1, à ̈ quindi in grado di rilevare un ostacolo prima che questo entri in contatto con il dispositivo 1 o con le sue ruote 3, e di provvedere nella selezione di una traiettoria di movimento tale da evitare l’ostacolo.

In una forma preferita dell’invenzione l’unità di elaborazione 8 dopo la rilevazione di un ostacolo, inverte il senso di marcia e sceglie la nuova traiettoria di movimento del dispositivo (la nuova direzione di movimento) in modo casuale: ad esempio essa comanda le ruote 3 in modo che il dispositivo ruoti di un angolo compreso tra 20° e 40°, ad esempio 30°.

In questo modo la traiettoria che il dispositivo 1 compie sullo scafo per la pulizia à ̈ casuale e le variazioni di traiettoria sono generate proprio dalla presenza degli ostacoli, in assenza dei quali il dispositivo procede in linea retta.

Questo comporta che la pulizia dello scafo sia ottimale solo dopo un certo periodo di tempo che il dispositivo à ̈ immerso ed in condizione operativa, ad esempio un paio d’ore o più, tuttavia il fatto che il dispositivo à ̈ semovente ed in grado di scegliere autonomamente le traiettorie in funzione degli ostacoli non comporta alcuno svantaggio in questo senso: basterà infatti che il dispositivo venga lasciato in condizione operativa per un certo periodo di tempo nel quale non necessita comunque di essere guidato o seguito da alcun operatore.

Inoltre à ̈ da sottolineare il fatto che anche nel caso in cui la traiettoria casuale del dispositivo 1 lasci alcune zone dello scafo sporche, à ̈ tuttavia sufficiente che la maggior parte dello scafo sia ripulita, cosa che si ottiene lasciando operare per alcune ore il dispositivo; sarà quindi sufficiente ripetere il trattamento dopo un certo periodo di tempo; a tal proposito si rimanda alla descrizione della fig. 8 per una variante che ottimizza l’operazione di pulizia nelle zone più importanti dello scafo.

Relativamente al funzionamento del dispositivo 1 si faccia riferimento alla fig. 4: in essa à ̈ mostrata una sezione di uno scafo 15 di una imbarcazione, in particolare provvista di uno scafo planante, in cui si possono notare i gradini di planata 16 posti sull’opera viva.

Il dispositivo semovente 1 à ̈ mostrato durante una fase operativa della pulizia dell’opera viva dello scafo 15, esso à ̈ mantenuto in aderenza sullo scafo 15 dalla presenza dell’elica 4 e si muove per mezzo delle ruote 3 sopra descritte.

Durante il suo movimento la spazzola 7 pulisce l’opera viva dalle formazioni di alghe e cirripedi, che vengono rilasciati in mare, essendo biodegradabili, con la conseguenza che il dispositivo 1 à ̈ del tutto privo di qualsivoglia raccoglitore per questi residui, a tutto vantaggio dell’economicità della sua costruzione.

Il dispositivo semovente 1 à ̈ connesso tramite la linea di alimentazione 12 ad un alimentatore 20, sia esso elettrico, ad aria compressa o altro, posto sul molo 21. Durante il movimento sull’opera viva il dispositivo può incontrare diversi ostacoli che vengono evitati, in accordo a quanto sopra.

A tal fine l’unità di elaborazione 8 verifica che le misurazioni effettuate dai sensori 93, 103 rivolti verso lo scafo siano sempre comprese in un certo intervallo di valori; quando i valori delle misurazioni escono da tale intervallo l’unità di elaborazione identifica la presenza di un ostacolo e provvede ad invertire la direzione di marcia facendo ruotare il veicolo di un angolo casuale a destra o a sinistra.

Una possibile situazione à ̈ mostrata in fig. 5; in questo caso il dispositivo 1 procede verso il gradino di planata 16: quando il dispositivo 1 si avvicina al gradino 16 uno od entrambi i sensori ad ultrasuoni 93 (o 103) diretti verso il piano di appoggio del dispositivo rilevano una repentina variazione nella distanza della superficie di appoggio (che si avvicina); in questo caso l’unità di elaborazione 8 provvede ad invertire la marcia del dispositivo e a farlo ruotare di un angolo scelto a caso nell’intervallo di cui sopra, dopodiché il dispositivo prosegue la sua marcia fino ad incontrare un nuovo ostacolo e ripetere la procedura.

Un’altra possibile situazione à ̈ mostrata in fig. 6; in questo caso il dispositivo procede verso la murata dello scafo: quando il dispositivo 1 si avvicina alla murata uno od entrambi i sensori ad ultrasuoni 93 (o 103) diretti verso il piano di appoggio del dispositivo rilevano una repentina variazione nella distanza della superficie di appoggio (che si allontana); in questo caso l’unità di elaborazione 8 provvede ad invertire la marcia del dispositivo e a farlo ruotare di un angolo scelto a caso nell’intervallo di cui sopra, dopodiché il dispositivo prosegue la sua marcia fino ad incontrare un nuovo ostacolo e ripetere la procedura.

Con riferimento a fig. 7, i sensori 92 e 102 disposti così da rilevare lo spazio in direzione opposta a quella del piano di appoggio del dispositivo trovano la loro ragione d’essere se si considera che in corrispondenza dell’opera viva dello scafo 15 possono essere presenti anche gli assi 25 delle eliche 23 e/o i timoni 24 o più in generale ostacoli che il dispositivo semovente 1 non incontra in corrispondenza del piano di appoggio (lo scafo).

In questi casi à ̈ necessario prevedere che il dispositivo semovente 1 sia provvisto di sensori 92, 102 disposti in modo tale da rilevare eventuali ostacoli così disposti, infatti il dispositivo nella sua marcia autonoma potrebbe incastrarsi tra questi e lo scafo oppure impigliare il cavo di alimentazione 12 (ad esempio attorno all’asse dell’elica) passando tra questi e lo scafo.

A tal fine l’unità di elaborazione 8 verifica che le misurazioni effettuate dai sensori 92, 102 rivolti verso lo scafo siano sempre oltre un valore di soglia; quando i valori delle misurazioni scende al di sotto del valore di soglia l’unità di elaborazione identifica la presenza di un ostacolo e provvede ad invertire la direzione di marcia facendo ruotare il veicolo di un angolo casuale a destra o a sinistra.

I sensori di contatto 91 e 101 sono opzionali ed intervengono quale misura di sicurezza nel caso in cui un qualche ostacolo dovesse non essere rilevato dai sensori ad ultrasuoni 92, 93, 102, 103, ad esempio nel caso in cui il gradino di planata 16 sia incontrato dal dispositivo in una zona non coperta dalla rilevazione dei sensori 93 e 103: anche in questo caso l’unità di elaborazione 8 provvede ad arrestare la marcia del dispositivo 1, invertirne il senso e ruotarlo di un certo angolo.

Questo tipo di controllo messo in atto dalla unità di elaborazione consente al dispositivo 1 di interpretare anche l’angolo di chiglia (culmine della chiglia) come un ostacolo, nel caso in cui questo sia troppo acuto e rischi di far venire meno la condizione di aderenza del dispositivo 1 allo scafo 15 mantenuta dall’elica 4.

Impostando quindi opportunamente i valori dell’intervallo e quelli di soglia à ̈ possibile prevedere che l’unità di controllo intervenga solo in determinate situazioni, ovvero tutte quelle potenzialmente pericolose per il distacco del dispositivo 1 dallo scafo o per evitare che il dispositivo si inserisca tra quest’ultimo ed un ostacolo, rendendo il dispositivo 1 in grado di effettuare la pulizia in autonomia di uno scafo, superando così i problemi connessi ai noti dispositivi.

È possibile prevedere che i valori di soglia e l’intervallo siano preimpostati o impostabili dall’utente in funzione del tipo di imbarcazione e della sua conformazione.

A tal proposito si fa osservare che il dispositivo identifica come “ostacolo†una qualsiasi variazione della superficie di appoggio tale da uscire dall’intervallo di valori prescelto: in questo senso un gradino di planata o un altro oggetto sulla superficie dello scafo potrà essere, o meno, identificato come “ostacolo†, dando luogo alle azioni di variazione di percorso descritte, in funzione delle misurazioni effettuate dai sensori; un gradino di planata quindi, se affrontato in una zona in cui esso sporge poco dalla sagoma dello scafo, potrà anche essere non identificato come ostacolo e quindi il dispositivo proseguirà la sua traiettoria come se non vi fossero ostacoli.

È possibile inoltre prevedere di delimitare la zona in cui il dispositivo 1 opera, ottimizzando gli effetti dell’operazione di pulizia nel tempo: à ̈ opportuno concentrare l’opera di pulizia sulla parte poppiera dell’opera viva, specialmente per le imbarcazioni provviste di uno scafo planante; in questo caso infatti durante la navigazione la prua si solleva dall’acqua, pertanto eventuali formazioni di alghe o cirripedi nella zona della prua non creano problemi degni di nota.

Secondo la forma esecutiva di fig. 8 il dispositivo 1 può essere munito anche di un ulteriore sensore, quale ad esempio un ricevitore di ultrasuoni (non raffigurato), e in combinazione si provvede a posizionare in mare, in corrispondenza della prua dell’imbarcazione un emettitore di ultrasuoni 27 (ad esempio sorretto da un opportuno braccio di sostegno 28): quando il dispositivo 1, durante il suo movimento casuale sull’opera viva, si avvicina ad una predeterminata distanza dall’emettitore 27, il ricevitore di ultrasuoni sul dispositivo semovente 1 rileva gli ultrasuoni emessi dall’emettitore 27 e trasmette un segnale alla unità di elaborazione 8, la quale seleziona una traiettoria analogamente a come avrebbe fatto se avesse incontrato un ostacolo, quindi invertendo la marcia e ruotando il dispositivo di un certo angolo.

Per quanto attiene all’alimentatore 20, esso può essere una colonnina provvista dei necessari attacchi per l’elettricità o per l’aria compressa utili al dispositivo 1, o più in particolare può essere realizzato a guisa di carrello e provvisto di ruote e di un alloggiamento in cui riporre il dispositivo 1 dopo l’utilizzo, così da realizzare un insieme compatto e semplice trasporto; in questo caso sarà necessario alimentare il carrello con l’elettricità disponibile nelle prese elettriche disposte normalmente sui moli o mediante aria compressa.

Il carrello potrà anche essere provvisto di un alloggiamento per il dispositivo semovente, in cui sia possibile ricoverarlo per effettuarne la pulizia, ad esempio mediante acqua dolce.

In alternativa all’alimentatore 20 à ̈ possibile prevedere che il dispositivo 1 sia provvisto di una alimentazione a batteria: in questo caso la batteria sarà alloggiata internamente al dispositivo stesso e non sarà prevista alcuna linea di alimentazione esterna 12; a tale proposito la camera 5 dovrà essere opportunamente dimensionata, così da contenere un volume d’aria tale da garantire un assetto non negativo in acqua in funzione del peso addizionale della batteria elettrica.

Si fa poi notare che il profilo tubolare 11 presenta il vantaggio di allontanare dal dispositivo 1 il tratto libero del cavo di alimentazione, onde evitare che si impigli.

In questo caso à ̈ anche opportuno prevedere di posizionare sul cavo di alimentazione 12 un peso anulare 30 liberamente scorrevole sul cavo 12 stesso, mostrato in fig. 4, così che il cavo 12 resti sempre teso tra il dispositivo 1 e l’alimentatore 20; ovviamente si fa notare che il peso anulare dovrà essere dimensionato accuratamente onde evitare che provochi il distacco del dispositivo 1 dallo scafo.

Come alternative à ̈ appena il caso di far notare che possono essere previsti diversi tipi di sensori rispetti a quelli fino ad ora menzionati: ad esempio in luogo dei sensori ad ultrasuoni possono essere previsti dei sensori di distanza di tipo ottico per l’utilizzo in acqua.

Una possibile traiettoria T del dispositivo 1 à ̈ mostrata in fig. 9 con linea tratteggiata: come si vede ogni qualvolta il dispositivo semovente incontra un ostacolo, sia esso un gradino di planata 16 che la murata dell’imbarcazione, esso inverte la direzione di marcia e ruota di angolo che in questo esempio à ̈ di circa 30°; si fa notare anche che in alcune situazioni il dispositivo semovente oltrepassa il gradino di planata: questo si rende possibile ogni qualvolta il gradino di planata non viene identificato come un ostacolo, ad esempio perché in corrispondenza della porzione attraversata dal robot esso sporge poco dal profilo dello scafo ed in modo tale da non uscire dall’intervallo di cui sopra.

Il dispositivo 1 viene attivato quando posto in acqua, con le ruote appoggiate allo scafo: in questo caso per evitare che l’utente possa bagnarsi si può prevedere di utilizzare un’asta di posizionamento, che reca ad una sua estremità un sopporto sganciabile per il dispositivo, così che una volta posto il dispositivo semovente contro lo scafo ed attivato il suo motore si possa sganciare l’asta, lasciando il dispositivo libero di funzionare.

In una versione maggiormente complessa del dispositivo 1 l’unità di controllo, utilizzando i segnali dei sensori, à ̈ in grado di identificare una sporgenza dello scafo che costituisce un ostacolo e di distinguere tra un ostacolo che può essere superato con opportuni accorgimenti ed uno che deve essere evitato.

In questo senso l’unità di controllo confronterà i valori delle misurazioni dei sensori con valori di soglia preimpostati per effettuare tale distinzione.

Supponiamo per esempio che la soglia di distanza a partire dalla quale una sporgenza à ̈ considerata un ostacolo sia impostata a 20 cm e supponiamo che la soglia per la definizione di un ostacolo da evitare sia impostata 30 cm: nel caso in cui le rilevazioni dei sensori diano come risultato una sporgenza tra i 20 ed i 30 cm l’unità di controllo identifica la presenza di un ostacolo che viene classificato tra quelli superabili e comanda il dispositivo così da non far variare la traiettoria ma da mettere in atto alcune misure di sicurezza, quale per esempio l’aumento della velocità di rotazione dell’elica 4 così da aumentare la forza che lo trattiene in aderenza allo scafo, ed eventualmente una riduzione della velocità di avanzamento.

Secondo una variante à ̈ possibile prevedere di realizzare il dispositivo semovente in modo tale per cui esso sia provvisto di sensori atti a seguire una traccia disposta sullo scafo.

Questa variante à ̈ mostrata nelle fig. 10 ed 11: il dispositivo 1A, come si può vedere à ̈ sprovvisto dei gruppi di sensori 9 e 10, ma presenta il sensore 50, ad esempio un sensore atto a rilevare la presenza di un campo magnetico; i riferimenti del dispositivo 1A indicano le stesse parti con le stesse funzioni descritte con gli stessi numeri per il dispositivo 1, sulle quali non si torna oltre per economia di descrizione.

In combinazione con il sensore 50 si prevede che l’opera viva dello scafo 15 presenti una traccia 51, come ad esempio una pista magnetica, un cavo elettrico percorribile da corrente o simili, il cui campo magnetico à ̈ atto ad essere rilevato dal sensore 50.

Tale traccia 51 può essere vantaggiosamente realizzata annegandola all’interno del materiale dello scafo, o associandola alla sua superficie ad esempio con adesivi, rivetti o simili, e si sviluppa sull’opera viva in modo da generare un percorso di pulizia che può essere seguito dal dispositivo 1A senza che questo incontri ostacoli di sorta.

In questo senso si può notare come la traccia 51 mostrata in fig. 11 si sviluppi attorno ai gradini di planata 16 ed attraversi la zona centrale della chiglia in un punto prossimo circa alla mezzeria della estensione in lunghezza dello scafo, dove, presumibilmente l’angolo di chiglia non à ̈ così accentuato da far perdere aderenza al dispositivo.

Quando il dispositivo 1A viene posto sulla traccia 51 esso ne rileva presenza e l’unità di elaborazione aziona il sistema di trazione, ad esempio le ruote, in modo da far avanzare il dispositivo 1A lungo la traccia, compiendo quindi il percorso di pulizia che à ̈ stato prefissato con la stesura della traccia stessa.

È da notare che la traccia 51 può essere vantaggiosamente applicata anche su imbarcazioni già realizzate, o può essere prevista in fase di realizzazione per le imbarcazioni ancora da costruire.

In questo modo, vantaggiosamente, si concentra anche l’azione di pulizia dello scafo nelle zone ritenute più importanti, ad esempio nella zona poppiera.

Esempi di alternativi di un sensore 50 e di una traccia 51 possono essere sensori ottici, ad esempio ad infrarossi atti a rilevare una pista tracciata su di uno scafo mediante una vernice riflettente o che contrasti con il colore dello scafo.

In questo caso la vegetazione accumulata sullo scafo potrebbe presentare alcuni problemi, infatti il dispositivo semovente potrebbe non riuscire a rilevare correttamente la traccia.

Una ulteriore variante che risolve questo problema à ̈ combinare sullo stesso dispositivo sia i gruppi di sensori 9 e 10 che il sensore 50 e di predisporre sullo scafo la traccia 51 come precedentemente descritto.

In questa condizione si riesce ad avere un dispositivo semovente del tipo 1B mostrato in fig. 12 dove con gli stessi numeri sono state indicate le stesse parti delle figure precedenti, con la stessa funzione, e sulle quali non si torna pertanto oltre.

Il funzionamento del dispositivo 1B à ̈ come segue: una volta posto in prossimità della traccia esso à ̈ in grado di seguirla sullo scafo (analogamente a quanto descritto per il dispositivo 1A); nel caso in cui il dispositivo 1B dovesse per qualche motivo (ad esempio una forte corrente d’acqua o la sporcizia accumulata sulla traccia) perdere i riferimenti della traccia 51 esso proseguirebbe il suo lavoro di pulizia con una traiettoria casuale, basandosi solo sui segnali dei gruppi di sensori 9 e 10, analogamente a quanto descritto per il dispositivo 1.

Durante il suo movimento casuale sullo scafo il dispositivo 1B incrocerà (prima o poi) nuovamente la traccia 51, che riprenderà a seguire lungo lo scafo.

In questo modo si riesce ad ottenere un dispositivo semovente 1B che ottimizza il percorso di pulizia e che anche in caso di malfunzionamento o di perdita del riferimento della traccia può continuare in automatico sino ad una nuova rilevazione della traccia stessa.

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Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo (1,1A,1B) di pulizia per scafi (15) di imbarcazioni, detto dispositivo (1,1A) avente in condizione immersa un assetto idrostatico positivo o neutro ed essendo del tipo comprendente almeno una spazzola (7) per pulire uno scafo (15) di una imbarcazione, dei mezzi di trazione (3) e dei mezzi (4) per mantenere detti mezzi di trazione (3) in contatto con uno scafo (15) di una imbarcazione, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo (1,1A,1B) à ̈ di tipo semovente e comprende una unità di elaborazione (8) di segnali rilevati da sensori (91,92,93,101,102,103,50) ed atta a selezionare una traiettoria (T,51) di movimento del dispositivo in funzione dei detti segnali, così da evitare ostacoli prima che il dispositivo (1,1A) vi entri in contatto.
2. 2. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, in cui i sensori (91,92,93,101,102,103) sono atti a rilevare a distanza almeno un ostacolo sullo scafo.
3. 3. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 2, in cui i sensori (93,103) sono sensori ad ultrasuoni disposti sul dispositivo (1) in modo tale da sporgere verso l’esterno rispetto ai mezzi di trazione (3), così da effettuare rilevazioni, in condizione di dispositivo (1) aderente ad uno scafo, in corrispondenza delle estremità del dispositivo (1) in direzione dello scafo.
4. 4. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui i sensori (92,102) sono sensori ad ultrasuoni disposti sul dispositivo (1) in modo tale da sporgere verso l’esterno rispetto ai mezzi di trazione (3), così da effettuare rilevazioni, in condizione di dispositivo (1) aderente ad uno scafo, in corrispondenza delle estremità del dispositivo (1) in direzione opposta a quella dello scafo.
5. 5. Dispositivo (1) secondo una o più delle rivendicazioni da 2 a 4, in cui i sensori (92, 93, 102, 103) sono disposti su piani inclinati di un angolo compreso tra 25° e 45° rispetto al piano comune passante per i mezzi di trazione (3).
6. 6. Dispositivo (1) secondo una o più delle rivendicazioni da 2 a 5, in cui, in presenza di un ostacolo rilevato ed in condizione di movimento in linea retta del dispositivo (1), l’unità di elaborazione (8) inverte il senso di marcia del dispositivo e comanda una rotazione di quest’ultimo di un angolo scelto casualmente in un valore compreso tra 20° e 40°, preferibilmente 30°.
7. 7. Dispositivo (1) secondo una o più delle rivendicazioni da 2 a 6, comprendente inoltre un ricevitore di ultrasuoni atto a ricevere un segnale emesso da un emettitore di ultrasuoni (27) ed a trasmettere in conseguenza un segnale diretto alla unità di elaborazione (8), per selezionare una nuova traiettoria di spostamento del dispositivo (1).
8. 8. Dispositivo (1A) secondo la rivendicazione 1, in cui i sensori (50) sono atti a rilevare almeno una traccia (51) prevista su di uno scafo (15) ed in cui la unità di elaborazione (8) à ̈ atta a selezionare una traiettoria del veicolo (1A) che segue detta traccia.
9. 9. Dispositivo (1A) secondo la rivendicazione 8, in cui i sensori (50) sono atti a rilevare almeno un campo magnetico, essendo detta traccia (51) Ã ̈ una pista magnetica, un cavo elettrico percorribile da corrente o simili.
10. 10. Combinazione di una imbarcazione e di un dispositivo (1A) secondo una o più delle rivendicazioni 8 o 9, in cui detta imbarcazione comprende uno scafo (15) a cui à ̈ associata una traccia (51) rilevabile da un sensore (50) ed in cui il dispositivo (1A) comprende almeno un sensore (50) atto a rilevare detta traccia (51).
11. 11. Dispositivo (1B) secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 7, comprendente inoltre sensori (50) atti a rilevare almeno una traccia (51) prevista su di uno scafo (15) ed in cui in caso di perdita del riferimento della detta traccia, la unità di elaborazione (8) à ̈ atta a selezionare una traiettoria casuale del veicolo (1A) sino ad una nuova rilevazione della traccia (51).