RU169166U1

RU169166U1 - Подводный робот

Info

Publication number: RU169166U1
Application number: RU2016111986U
Authority: RU
Inventors: Петр Анатольевич Безмен; Сергей Федорович Яцун; Андрей Сергеевич Яцун; Андрей Васильевич Мальчиков; Карен Геворгович Казарян; Григорий Сергеевич Климов
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2017-03-07

Abstract

Полезная модель относится к робототехнике, а именно к робототехническим комплексам, предназначенным для работы в труднодоступных и опасных для присутствия человека местах.Сущность полезной модели состоит в том, что использование в конструкции подводного робота модуля системы геопозиционирования, состоящего из электронного компаса, электронного трехосного акселерометра, электронного трехосного гироскопа и приемника сигналов ГЛОНАСС/GPS, позволяет определить положение подводного робота относительно Северного магнитного полюса, получить значения углов крена и дифферента корпуса робота, определить скорости изменения крена, дифферента и рысканья корпуса робота, делает возможным определение географических координат робота при его надводном положении.Подводный робот содержит: корпус, два привода поворота внешних движителей и рулей глубины, два внешних движителя, два руля глубины, центральный винтовой движитель, привод вертикального руля, вертикальный руль, модуль видеокамеры с осветительными приборами, водонепроницаемую рубку, цилиндрический пилон, модуль системы геопозиционирования, ультразвуковой сонар, блок управления.Референт: Безмен П.А.

Description

МПК B 63 G 8/00

МПК B 63 G 8/38

МПК B 63 C 11/48

ПОДВОДНЫЙ РОБОТ

Полезная модель относится к робототехнике, а именно к робототехническим комплексам, предназначенным для дистанционной работы в труднодоступных и опасных для присутствия человека местах.

Известен подводный робот с внешними движителями (патент на полезную модель РФ № 132773 U1 МПК B 63 G 8/00, B 63 C 11/48, 2013 г.), состоящий из корпуса, закрепленных на корпусе четырех внешних движителей, закрепленной на корпусе видеокамеры, закрепленных на корпусе двух приводов поворота, причем на выходном валу каждого из этих приводов закреплен руль, закрепленных на корпусе акселерометра, электронного компаса, блока управления и ультразвукового сонара.

Недостатком данного подводного робота является отсутствие отдельного модуля системы геопозиционирования, что делает невозможным определение географических координат робота при его надводном положении.

Задача полезной модели: усовершенствование подводного робота с целью обеспечения определения географических координат робота при его надводном положении.

Задача решается тем, что подводный робот (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3,
фиг. 4, фиг. 5, фиг. 6) содержит корпус 1, два привода поворота внешних движителей и рулей глубины 2, два внешних движителя 3, два руля
глубины 4, центральный винтовой движитель 5, привод вертикального
руля 6, вертикальный руль 7, модуль видеокамеры с осветительными приборами 8, водонепроницаемую рубку 9, цилиндрический пилон 10, модуль системы геопозиционирования 11, ультразвуковой сонар 12, блок управления 13.

На левом и правом бортах корпуса 1 подводного робота симметрично относительно его продольной оси закреплено по одному приводу поворота внешних движителей и рулей глубины 2, притом на выходном валу каждого привода поворота внешних движителей и рулей глубины 2 закреплен внешний движитель 3 (фиг. 2). Направление вращения вала каждого привода поворота внешних движителей и рулей глубины 2 является реверсивным и независимым от направления вращения вала другого привода поворота внешних движителей и рулей глубины 2.

На корпусе каждого внешнего движителя 3 закреплен руль глубины 4 (фиг. 2, фиг. 4, фиг. 5). При повороте вала привода поворота внешних движителей и рулей глубины 2 происходит поворот внешнего движителя 3 и руля глубины 4 относительно корпуса 1 (фиг. 6). Поворот валов приводов поворота внешних движителей и рулей глубины 2 позволяет подводному роботу выполнять погружение и всплытие.

Внешние движители 3 являются винтовыми и оснащены винтами. Вращение винтов внешних движителей 3 с разной угловой скоростью обеспечивает поворот или движение корпуса 1 робота по дугообразной траектории. Направление вращения винта каждого внешнего движителя 3 является реверсивным и независимым от направления вращения винта другого внешнего движителя 3.

В нижней задней части корпуса 1 горизонтально закреплен центральный винтовой движитель 5, таким образом, чтобы ось вращения винта центрального винтового движителя 5 лежала в вертикальной продольной плоскости корпуса 1 (фиг. 1, фиг. 4). Центральный винтовой движитель 5 является главным ходовым движителем подводного робота. При изменении угловой скорости вращения винта центрального винтового движителя 5 изменяется средняя скорость движения подводного робота. Направление вращения винта центрального винтового движителя 5 является реверсивным.

Позади винта центрального винтового движителя 5 в нижней задней части корпуса 1 вертикально установлен привод вертикального руля 6, на выходном валу которого закреплен вертикальный руль 7 (фиг. 1). При положении вертикального руля 7 в вертикальной плоскости, отличной от вертикальной продольной плоскости корпуса 1, происходит движение корпуса робота по дугообразной траектории (фиг. 4). Направление вращения вала привода вертикального руля 6 является реверсивным.

Модуль видеокамеры с осветительными приборами 8 установлен в носовой части корпуса 1 и герметично закрыт защитным стеклом (фиг. 2).

Водонепроницаемая рубка 9 размещается в верхней части корпуса 1 (фиг. 1, фиг. 2). Водонепроницаемая рубка 9 имеет отвинчивающуюся крышку и предназначена для доступа к внутренним элементам управления подводного робота при выполнении работ по включению, выключению, настройке, техническому обслуживанию и ремонту робота.

Модуль системы геопозиционирования 11 имеет немагнитный корпус и установлен на конце цилиндрического пилона 10, другим концом закрепленного вертикально на верхней части корпуса 1 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 5).

Модуль системы геопозиционирования 11 включает в себя: электронный компас, электронный трехосный акселерометр, электронный трехосный гироскоп и приемник сигналов ГЛОНАСС/GPS.

Электронный компас определяет угол между прямой, проведенной через центр корпуса робота и Северный магнитный полюс, и прямой, проходящей вдоль корпуса робота.

Электронный трехосный акселерометр позволяет скомпенсировать ошибку при наклоне электронного компаса, а также получить значения углов крена и дифферента корпуса робота.

Электронный трехосный гироскоп определяет скорости изменения углов положения подводного робота – скорости изменения крена, дифферента и рысканья корпуса робота.

Приемник сигналов ГЛОНАСС/GPS дает возможность получить значения текущих географических координат подводного робота – широту и долготу. Определение географических координат робота доступно только в надводном положении подводного робота.

Ультразвуковой сонар 12 установлен в нижней части корпуса 1 и предназначен для определения расстояния от нижней части корпуса подводного робота до препятствия (фиг. 4).

Блок управления 13 установлен в верхней части корпуса 1 и выполняет функции системы управления приводами подводного робота и системы сбора и анализа информации, поступающей от датчиков модуля системы геопозиционирования 11 и ультразвукового сонара 12 (фиг. 5).

Подводный робот работает следующим образом.

Для осуществления перемещения подводного робота в автоматическом режиме блок управления 13 использует данные, полученные от модуля системы геопозиционирования 11 и ультразвукового сонара 12. На основании этих данных блок управления 13 определяет положение корпуса подводного робота, расстояние до возможных препятствий и осуществляет управление всеми приводами подводного робота таким образом, чтобы обеспечить перемещение робота в заданном направлении с заданной средней скоростью.

Для работы приемника сигналов ГЛОНАСС/GPS, входящего в состав модуля системы геопозиционирования 11, необходимо, чтобы либо весь подводный робот, либо только его модуль системы геопозиционирования находились в надводном положении. При нахождении подводного робота в подводном положении, для определения географических координат подводного робота требуется его всплытие на поверхность воды. В этом случае приемник сигналов ГЛОНАСС/GPS дает возможность получить значения текущих географических координат подводного робота – широту и долготу.

Claims

Подводный робот, состоящий из корпуса, двух внешних движителей, блока управления, отличающийся тем, что на левом и правом бортах корпуса подводного робота симметрично относительно его продольной оси закреплено по одному приводу поворота внешних движителей и рулей глубины, при этом на выходном валу каждого привода поворота внешних движителей и рулей глубины закреплен внешний движитель, при этом на корпусе каждого внешнего движителя закреплен руль глубины, причем в нижней задней части корпуса робота горизонтально закреплен центральный винтовой движитель таким образом, чтобы ось вращения винта центрального винтового движителя лежала в вертикальной продольной плоскости корпуса, при этом позади винта центрального винтового движителя в нижней задней части корпуса вертикально установлен привод вертикального руля, на выходном валу которого закреплен вертикальный руль, помимо этого, в носовой части корпуса установлен модуль видеокамеры с осветительными приборами, кроме этого, в верхней части корпуса размещается водонепроницаемая рубка, причем в нижней части корпуса установлен ультразвуковой сонар, помимо этого, подводный робот оснащен модулем системы геопозиционирования, состоящим из электронного компаса, электронного трехосного акселерометра, электронного трехосного гироскопа и приемника сигналов ГЛОНАСС/GPS, при этом модуль системы геопозиционирования имеет немагнитный корпус и установлен на конце цилиндрического пилона, другим концом закрепленного вертикально на верхней части корпуса подводного робота.