RU2724156C1 - Device for external flaw detection of underwater vertical hydraulic structures - Google Patents

Device for external flaw detection of underwater vertical hydraulic structures Download PDF

Info

Publication number
RU2724156C1
RU2724156C1 RU2019141975A RU2019141975A RU2724156C1 RU 2724156 C1 RU2724156 C1 RU 2724156C1 RU 2019141975 A RU2019141975 A RU 2019141975A RU 2019141975 A RU2019141975 A RU 2019141975A RU 2724156 C1 RU2724156 C1 RU 2724156C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
underwater
control unit
sonar
movable carrier
vertical
Prior art date
Application number
RU2019141975A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Светлана Викторовна Дунчевская
Петр Петрович Сторожев
Михаил Васильевич Дьяконов
Антон Леонидович Оленин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Форт XXI" (ООО НПП "Форт XXI")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Форт XXI" (ООО НПП "Форт XXI") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Форт XXI" (ООО НПП "Форт XXI")
Priority to RU2019141975A priority Critical patent/RU2724156C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2724156C1 publication Critical patent/RU2724156C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

FIELD: underwater equipment.SUBSTANCE: invention relates to underwater equipment used for maintenance and periodic inspection of underwater parts of hydraulic engineering infrastructure, namely to remote-controlled underwater robotic systems providing high-accuracy examination, including using non-destructive testing methods, profiling of underwater extended, mainly vertically located surfaces of objects. Device for external flaw detection of underwater vertical hydraulic structures, comprising a serial rope connection of anchor, movable carrier and floating buoy, creating a rope line. At that, anchor and floating buoy are arranged on ends of rope line, and floating buoy is equipped with control unit, storage battery, matched pair of horizontal propellers, a global satellite positioning system navigation module and a Wi-Fi antenna for transmitting hydroacoustic information to an operator and receiving control commands therefrom. Accumulator battery, the navigation module of the global satellite positioning system and the Wi-Fi antenna are connected to the inputs of the control unit, and the pair of horizontal buoy movers is connected to outputs of the control unit. Movable carrier is installed on rope with possibility of movement along rope line and is equipped with sonar with switched operating frequency, central control computer, inertial measuring system, vertical propulsor for vertical movement of movable carrier and matched pair of horizontal propellers intended for angular orientation of movable carrier around vertical axis of rope line. Central control computer is configured to receive commands from the control unit via the multi-wire submarine cable and generate control commands through the electrically connected vertical propulsor, matched pair of movable carrier movers, inertial measurement system and sonar with switched operating frequency, which is also connected through multi-wire submarine cable with control unit and Wi-Fi antenna.EFFECT: technical result of the proposed invention consists in expansion of the range of technical means intended for external flaw detection of underwater vertical hydraulic structures with high image detail when shooting at depth, as well as possibility of more accurate image binding to object.1 cl, 4 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к области подводной техники, используемой для обслуживания и периодического осмотра поверхностей подводной части гидротехнической инфраструктуры, а именно к телеуправляемым подводным робототехническим системам, обеспечивающим высокоточное обследование, в том числе с применением методов неразрушающего контроля, профилирование подводных протяженных, преимущественно вертикально расположенных поверхностей объектов.The invention relates to the field of underwater equipment used for maintenance and periodic inspection of the surfaces of the underwater part of the hydraulic infrastructure, namely to remote-controlled underwater robotic systems that provide high-precision inspection, including using non-destructive testing methods, profiling of underwater extended, mainly vertically located surfaces of objects.

Уровень техникиState of the art

В действующем стандарте СТО РусГидро 02.01.109 3013 подробно изложены требования к выполнению подводно-технического обследования гидротехнических сооружений (ГТС). Стандарт устанавливает высокие требования к проведению подводно-технического обследования состояния поверхностей гидротехнических сооружений гидроэлектрических станций и примыкающих к ним со стороны верхнего и нижнего бьефов участков неукрепленных русел, к объему и качеству информации, получаемой в результате обследования, а также к составу и организации работ по проведению подводно-технического обследования. Главной задачей подводного обследования является своевременное обнаружение дефектов и повреждений элементов конструкции ГТС, а также наличие посторонних предметов, влияющих на снижение эксплуатационной надежности сооружений. Обследование подводных частей гидротехнических сооружений должно производиться с охватом 100% их поверхности.The current STO RusHydro standard 02.01.109 3013 sets out in detail the requirements for performing an underwater technical survey of hydraulic structures (GTS). The standard establishes high requirements for conducting an underwater technical examination of the state of the surfaces of hydraulic structures of hydroelectric power stations and sections of unsecured channels adjacent to them from the upper and lower pools, to the volume and quality of information obtained as a result of the survey, as well as to the composition and organization of work underwater inspection. The main task of underwater inspection is the timely detection of defects and damage to structural elements of the hydraulic structures, as well as the presence of foreign objects that affect the decrease in the operational reliability of structures. Inspection of underwater parts of hydraulic structures should be carried out with coverage of 100% of their surface.

В существующей практике для обследования ГТС на сегодняшний день используют многолучевые эхолоты (МЛЭ). Наличие опции сверхвысокого разрешения (UHR) и возможности фокусировки лучей позволяют получить детальную информацию о находящихся на дне объектах (Дунчевская С.В., Возможности выполнения подводно-технических обследований ГТС в соответствии со стандартом СТО «РУСГИДРО» с применением современных технических средств. Гидротехника, 2015, 3 (40), с. 37-39).In current practice, multibeam echo sounders (MBE) are currently used to examine hydraulic structures. The presence of an ultra-high resolution (UHR) option and the ability to focus the rays make it possible to obtain detailed information about objects located at the bottom (Dunchevskaya SV, Possibilities for performing underwater technical examinations of hydraulic structures in accordance with the STO RUSHYDRO standard using modern technical means. 2015, 3 (40), pp. 37-39).

Многолучевой эхолокатор включает в себя следующие составные части: процессор гидролокатора, приемопередающий блок, антенну гидролокатора. Соединительный кабель от процессора к приемопередатчику передает напряжение питания, обеспечивает сигнальный и управляющий интерфейс между процессором гидролокатора и приемопередающим блоком. Антенна гидролокатора со встроенными сигнальными и управляющими кабелями передает акустические импульсы через передающую решетку (излучатель). Принимает отраженные акустические импульсы через приемную решетку (гидрофон). Усиливает в предусилителе полученный сигнал от гидрофона и посылает его на приемопередающий блок. Усиленный сигнал гидрофона мультиплексируется и подается в процессор гидролокатора для обработки и формирования луча. Процессор гидролокатора генерирует видеосигнал, отображаемый на мониторе и функционирует как управляющий интерфейс между оператором и гидролокатором (Многолучевой эхолот-гидролокатор с функцией гидролокатора бокового обзора. Руководство по эксплуатации. Утверждена ВШАЕ.361192.001 РЭ-ЛУ, 2005). Недостатками данной конструкции является то, что детализация съемки падает с глубиной из-за расходимости акустического луча, а точность привязки к объекту уменьшается с глубиной из-за рефракции акустического луча на температурных градиентах среды. Ярким примером является ситуация с обследованием Саяно-Шушенской ГЭС (глубина >200 м). На глубине верхнего бьефа современные гидролокационные средства с лучом 0.3-0.5° способны обнаружить дефект подводной конструкции, если его линейный размер превосходит 2 метра.The multi-beam sonar includes the following components: sonar processor, transceiver unit, sonar antenna. The connecting cable from the processor to the transceiver transmits the supply voltage, provides a signal and control interface between the sonar processor and the transceiver unit. The sonar antenna with integrated signal and control cables transmits acoustic pulses through the transmitting array (emitter). It receives reflected acoustic pulses through the receiving array (hydrophone). It amplifies the received signal from the hydrophone in the preamplifier and sends it to the transceiver unit. The amplified hydrophone signal is multiplexed and fed to the sonar processor for processing and beamforming. The sonar processor generates a video signal displayed on the monitor and functions as a control interface between the operator and the sonar (Multi-beam sonar-sonar with side-scan sonar function. Instruction manual. Approved VSHAE.361192.001 RE-LU, 2005). The disadvantages of this design is that the detail of the survey decreases with depth due to the divergence of the acoustic beam, and the accuracy of reference to the object decreases with depth due to refraction of the acoustic beam on the temperature gradients of the medium. A vivid example is the situation with the survey of the Sayano-Shushenskaya hydroelectric station (depth> 200 m). At the depth of the upper pool, modern sonar systems with a beam of 0.3-0.5 ° are able to detect a defect in the underwater structure if its linear size exceeds 2 meters.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является устройство для внешней дефектоскопии подводных вертикальных гидротехнических сооружений в виде гидравлического 3D-гидролокатора Blue View BV5000-1350 и BV5000-2250, который создает разрешение изображения подводных областей, сооружений и объектов. Данный 3D механический сканирующий сонар создает трехмерные облака точек в подводной исследуемой области. Компактное, легкое устройство легко устанавливается на штатив или на дистанционно управляемый аппарат (ROV). Сканирующая головка гидролокатора и встроенный механический механизм поворота и наклона Nism генерирует как секторное сканирование, так и данные сферического сканирования (BV5000 3D Mechanical Scanning Sonar, найдено 02.12.2019 в Интернет по адресу: http://www.teledynemarine.com/blog/BV5000-3D-Mechanical-Scanning-Sonar). Недостатками данного устройства является низкая эффективность дефектоскопии подводных вертикальных гидротехнических сооружений в связи с высокой вероятностью зацепов телеуправляемого необитаемого подводного аппарата (ТНПА), невозможностью точной привязки изображения к объекту и в связи с требованием к высокой квалификации телеоператора ROV.The closest technical solution to the claimed invention is a device for external flaw detection of underwater vertical hydraulic structures in the form of a 3D hydraulic blue view sonar BV5000-1350 and BV5000-2250, which creates a resolution of the image of underwater areas, structures and objects. This 3D mechanical scanning sonar creates three-dimensional point clouds in the underwater study area. The compact, lightweight device is easy to mount on a tripod or on a remotely controlled device (ROV). The sonar scanning head and the built-in Nism mechanical swivel and tilt mechanism generate both sector scanning and spherical scanning data (BV5000 3D Mechanical Scanning Sonar, found on 12/02/2019 on the Internet at: http://www.teledynemarine.com/blog/BV5000 -3D-Mechanical-Scanning-Sonar). The disadvantages of this device are the low efficiency of flaw detection of underwater vertical hydraulic structures due to the high probability of hooks of a remote-controlled uninhabited underwater vehicle (TNLA), the inability to accurately link the image to the object and due to the high qualification of the ROV teleoperator.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Технический результат заявленного изобретения заключается в расширении арсенала технических средств, предназначенных для внешней дефектоскопии подводных вертикальных гидротехнических сооружений с высокой детализацией изображения при выполнении съемки на глубине, а также возможности более точной привязки изображения к объекту за счет конструктивных элементов устройства.The technical result of the claimed invention is to expand the arsenal of technical means intended for external flaw detection of underwater vertical hydraulic structures with high image detail when shooting at depth, as well as the possibility of more accurate image binding to the object due to the structural elements of the device.

Технический результат достигается тем, что создано устройство для внешней дефектоскопии подводных вертикальных гидротехнических сооружений, содержащее гидролокатор, причем оно содержит последовательное тросовое соединение якоря, подвижного носителя и плавающего буя, создавая тросовую линию, при этом якорь и плавающий буй размещены на концах тросовой линии, а плавающий буй снабжен блоком управления, аккумуляторной батареей, согласованной парой горизонтальных движителей, модулем навигации глобальной спутниковой системы позиционирования и антенной Wi-Fi, предназначенной для передачи гидроакустической информации оператору и приема от него управляющих команд, причем аккумуляторная батарея, модуль навигации глобальной спутниковой системы позиционирования и антенна Wi-Fi соединены с входами блока управления, а пара горизонтальных движителей буя соединена с выходами блока управления, подвижный носитель установлен на тросе с возможностью движения по тросовой линии и снабжен гидролокатором с переключаемой рабочей частотой, центральным управляющим компьютером, инерциальной измерительной системой, вертикальным движителем для вертикального движения подвижного носителя и согласованной парой горизонтальных движителей, предназначенных для углового ориентирования подвижного носителя вокруг вертикальной оси тросовой линии, при этом центральный управляющий компьютер выполнен с возможностью принятия команд от блока управления через многожильный подводный кабель и выработки команд управления через соединенные с ним электрически вертикальный движитель, согласованную пару горизонтальных движителей подвижного носителя, инерционную измерительную систему и гидролокатор с переключаемой рабочей частотой, который также соединен через многожильный подводный кабель с блоком управления и антенной Wi-Fi.The technical result is achieved by the fact that a device was created for external flaw detection of underwater vertical hydraulic structures containing a sonar, and it contains a serial cable connection of an anchor, a movable carrier and a floating buoy, creating a cable line, while the anchor and floating buoy are placed at the ends of the cable line, and the floating buoy is equipped with a control unit, a battery, a coordinated pair of horizontal propulsion devices, a navigation module for the global satellite positioning system and a Wi-Fi antenna designed to transmit sonar information to the operator and receive control commands from him, the battery, the navigation module of the global satellite positioning system and a Wi-Fi antenna is connected to the inputs of the control unit, and a pair of horizontal buoy movers is connected to the outputs of the control unit, a movable carrier mounted on a cable with the ability to move along the cable line and equipped with a sonar with a an excluded operating frequency, a central control computer, an inertial measuring system, a vertical propulsion device for the vertical movement of the movable carrier and a matched pair of horizontal propulsors designed for angular orientation of the movable carrier around the vertical axis of the cable line, while the central control computer is configured to accept commands from the control unit through a multicore submarine cable and generating control commands through an electrically vertical propeller connected to it, a matched pair of horizontal movable carrier propulsors, an inertial measuring system and a sonar with a switched operating frequency, which is also connected via a multicore submarine cable to the control unit and a Wi-Fi antenna.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства для внешней дефектоскопии подводных вертикальных гидротехнических сооружений;In FIG. 1 shows a General view of the device for external flaw detection of underwater vertical hydraulic structures;

На фиг. 2 представлена общая схема устройства;In FIG. 2 shows a general diagram of a device;

На фиг. 3 представлена установка тросовой линии устройства от стенки гидротехнического сооружения;In FIG. 3 shows the installation of the cable line of the device from the wall of the hydraulic structure;

На фиг. 4 представлено переключение гидролокатора устройства в режим повышенной разрешающей способности.In FIG. 4 shows the switching of the sonar device in high resolution mode.

Устройство для внешней дефектоскопии подводных вертикальных гидротехнических сооружений (см. фиг. 1, 2) содержит тросовую линию 1, якорь 2, плавающий буй 3 и подвижный носитель 7. Последовательное тросовое соединение якоря 2, подвижного носителя 7 и плавающего буя 3 создают тросовую линию 1. Причем плавающий буй 3 содержит согласованную пару горизонтальных движителей 4, модуль навигации глобальной спутниковой системы позиционирования 5, антенну Wi-Fi 6, а также он содержит аккумуляторную батарею 15 и блок управления 14. Антенна Wi-Fi 6 предназначена для организации передачи гидроакустической информации оператору через рабочее место оператора 16 и приема от него управляющих команд. Входы блока управления 14 соединены с модулем навигации глобальной спутниковой системы позиционирования 5, антенной Wi-Fi 6, аккумуляторной батареей 15 и многожильным подводным кабелем 13. Выходы блока управления соединены с антенной Wi-Fi 6, согласованной парой горизонтальных движителей 4 и с многожильным подводным кабелем 13.A device for external flaw detection of underwater vertical hydraulic structures (see Fig. 1, 2) contains a cable line 1, an anchor 2, a floating buoy 3 and a movable carrier 7. The serial cable connection of the anchor 2, a movable carrier 7 and a floating buoy 3 create a cable line 1 Moreover, the floating buoy 3 contains a coordinated pair of horizontal movers 4, a navigation module for the global satellite positioning system 5, a Wi-Fi antenna 6, and it also contains a battery 15 and a control unit 14. The Wi-Fi antenna 6 is designed to organize the transmission of sonar information to the operator through the operator’s workstation 16 and receiving control commands from him. The inputs of the control unit 14 are connected to the navigation module of the global satellite positioning system 5, the Wi-Fi antenna 6, the battery 15 and the multi-core submarine cable 13. The outputs of the control unit are connected to the Wi-Fi antenna 6, matched by a pair of horizontal movers 4 and with the multi-core underwater cable 13.

Подвижный носитель 7 установлен с возможностью движения по тросовой линии 1 и снабжен вертикальным движителем 8 для вертикального движения подвижного носителя 7 и согласованной парой горизонтальных движителей 9, для углового ориентирования вокруг вертикальной оси тросовой линии подвижного носителя 7. Кроме того подвижный носитель 7 снабжен центральным управляющим компьютером 10, инерциальной измерительной системой 11 и гидролокатором с переключаемой рабочей частотой 12. При этом входы центрального управляющего компьютера 10 соединены с многожильным подводным кабелем 13 и инерциальной измерительной системой 11. Выходы управляющего компьютера 10 соединены с вертикальным движителем 8, согласованной парой горизонтальных движителей 9 подвижного носителя 7 и гидролокатором 12. Гидролокатор с переключаемой рабочей частотой 12 также соединен через многожильный подводный кабель с блоком управления 14 и антенной Wi-Fi 6. Передача гидроакустической информации гидролокатора с переключаемой рабочей частотой 12 производится через многожильный подводный кабель 13 и блок управления 14 и далее через антенну Wi-Fi 6 на рабочее место оператора 16.The movable carrier 7 is mounted for movement along the cable line 1 and is equipped with a vertical propeller 8 for the vertical movement of the movable carrier 7 and a coordinated pair of horizontal propellers 9, for angular orientation around the vertical axis of the cable line of the movable carrier 7. In addition, the movable carrier 7 is equipped with a central control computer 10, an inertial measuring system 11 and a sonar with a switched operating frequency 12. The inputs of the central control computer 10 are connected to a multi-core submarine cable 13 and the inertial measuring system 11. The outputs of the control computer 10 are connected to a vertical propulsion unit 8, matched by a pair of horizontal propulsion units 9 of the movable carrier 7 and sonar 12. A sonar with a switched operating frequency 12 is also connected via a multi-conductor underwater cable to a control unit 14 and a Wi-Fi antenna 6. Transmission of sonar information from a sonar with a switched working frequency 12 is made through a multicore submarine cable 13 and a control unit 14 and then through a Wi-Fi antenna 6 to the operator’s workplace 16.

Подробное описание осуществления изобретенияDetailed Description of the Invention

Устройство функционирует следующим образом (см. фиг. 1, 2, 3,4).The device operates as follows (see Fig. 1, 2, 3,4).

Тросовую линию 1 устройства устанавливают вертикально с помощью якоря 2 и плавающего буя 3 на расстоянии L от стенки гидротехнического сооружения 18 (см. фиг. 3). Включают систему автоматического горизонтального позиционирования подвижного буя 3. Оператор через рабочее место оператора 16 беспроводно и антенну WiFi 6 подает команды на включение гидролокатора с переключаемой рабочей частотой 12 в обычный режим и выполняет вертикальное движение подвижного носителя 7 подачей команд на вертикальный движитель 8 до обнаружения в поле зрения 17 дефекта гидротехнического сооружения 19.The cable line 1 of the device is installed vertically with the help of an anchor 2 and a floating buoy 3 at a distance L from the wall of the hydraulic structure 18 (see Fig. 3). Turn on the automatic horizontal positioning system of the moving buoy 3. The operator through the operator’s workstation 16 wirelessly and the WiFi 6 antenna sends commands to turn the sonar with the switched operating frequency 12 into normal mode and performs vertical movement of the mobile carrier 7 by issuing commands to the vertical mover 8 until it is detected in the field view 17 of the defect of the hydraulic structure 19.

В процессе работы устройства согласованные пары горизонтальных движителей 4 и 9, представляющие собой пары импеллерных водометных движителей с приводом от электродвигателей, создают по соответствующим командам прямой или реверсный вектор силы тяги каждый вдоль своих осей. В частности пара горизонтальных движителей 4 буя 3 путем различных комбинаций векторов силы тяги осуществляет движение плавающего буя 3 вперед, назад, вправо и влево, создавая тем самым его управляемое горизонтальное позиционирование на поверхности воды.During the operation of the device, matched pairs of horizontal propulsors 4 and 9, which are pairs of impeller water-jet propulsors driven by electric motors, create, according to the appropriate commands, a direct or reverse vector of traction force each along its axes. In particular, a pair of horizontal movers 4 buoy 3 through various combinations of traction force vectors moves the floating buoy 3 forward, backward, right and left, thereby creating its controlled horizontal positioning on the surface of the water.

Координаты заданной точки передает оператор в блок управления 14 через рабочее место оператора 16 и антенну WiFi 6. Автоматическое горизонтальное позиционирование буя выполняется согласованной парой горизонтальных движителей 4 по командам, вырабатываемым блоком управления 14 на основе заданных оператором координат точки позиционирования и текущей навигационной информации из модуля навигации глобальной спутниковой системы позиционирования 5.The coordinates of the set point are transmitted by the operator to the control unit 14 through the operator’s workstation 16 and the WiFi antenna 6. Automatic horizontal positioning of the buoy is performed by a coordinated pair of horizontal movers 4 according to the commands generated by the control unit 14 based on the coordinates of the positioning point and current navigation information from the navigation module global satellite positioning system 5.

Вертикальное движение подвижного носителя 7 осуществляют прямым или реверсным включением вертикального движителя 8 по командам, поступающим от оператора через рабочее место оператора 16, антенну WiFi 6, блок управления 14, многожильный подводный кабель 13 и центральный управляющий компьютер 10. При этом повороты подвижного носителя 7 вокруг оси тросовой линии 1 осуществляют согласованной парой горизонтальных движителей 9 также по командам, поступающим от оператора через рабочее место оператора 16, антенну WiFi 6, блок управления 14, многожильный подводный кабель 13 и центральный управляющий компьютер 10.The vertical movement of the movable carrier 7 is carried out by direct or reverse inclusion of the vertical mover 8 according to commands received from the operator through the operator’s workstation 16, the WiFi antenna 6, the control unit 14, the multi-core submarine cable 13 and the central control computer 10. The rotations of the movable carrier 7 around the axis of the cable line 1 is carried out by a coordinated pair of horizontal propellers 9 also according to commands received from the operator through the operator’s workstation 16, WiFi antenna 6, control unit 14, multi-core submarine cable 13 and central control computer 10.

Кроме того подвижный носитель 7 имеет систему автоматической угловой стабилизации вокруг оси тросовой линии, состоящую из инерциальной измерительной системы 11, центрального управляющего компьютера 10, согласованной пары горизонтальных движителей 9. Различными комбинациями векторов силы тяги, создаваемых в паре горизонтальных движителей 9, осуществляют необходимый управляемый поворот подвижного носителя 7 вокруг оси тросовой линии 1 вправо и влево. Заданное угловое положение подвижного носителя 7 вокруг оси тросовой линии передает оператор через рабочее место оператора 16 в центральный управляющий компьютер 10, антенну WiFi 6, блок управления 14 и многожильный подводный кабель 13. Автоматическую угловую стабилизацию подвижного носителя 7 вокруг оси тросовой линии 1 выполняют согласованной парой горизонтальных движителей 9 по командам, вырабатываемым центральным управляющим компьютером 10 на основе заданного оператором углового положения подвижного носителя 7 и текущей информации об угловом положении от инерциальной измерительной системы 11.In addition, the movable carrier 7 has a system of automatic angular stabilization around the axis of the cable line, consisting of an inertial measuring system 11, a central control computer 10, a matched pair of horizontal propulsors 9. Various combinations of traction force vectors created in a pair of horizontal propulsors 9 carry out the necessary controlled rotation the movable carrier 7 around the axis of the cable line 1 to the right and left. The specified angular position of the movable carrier 7 around the axis of the cable line is transmitted by the operator through the operator’s workstation 16 to the central control computer 10, WiFi antenna 6, control unit 14 and multicore submarine cable 13. Automatic angular stabilization of the movable carrier 7 around the axis of the cable line 1 is performed by a matched pair horizontal propellers 9 according to the commands generated by the central control computer 10 based on the angular position of the movable medium 7 set by the operator and current information about the angular position from the inertial measuring system 11.

Гидролокатор с переключаемой рабочей частотой 12 установлен на подвижном носителе 7, причем он выполнен с возможностью работы в двух режимах: обычный с рабочей частотой 200-350 кГц (с угловым полем зрения 60 градусов) и повышенной разрешающей способности с рабочей частотой 500-800 кГц (с угловым полем зрения 30 градусов). Гидроакустическое изображение от гидролокатора с переключаемой рабочей частотой 12 поступает через многожильный кабель 13, блок управления 14, антенну WiFi 6 на рабочее место оператора 16. Команды на включение или выключение гидролокатора с переключаемой рабочей частотой 12 и на выбор режима его работы поступают от оператора через рабочее место оператора 16, антенну WiFi 6, блок управления 14 и многожильный подводный кабель 13.A sonar with a switched working frequency 12 is mounted on a movable carrier 7, and it is made with the possibility of working in two modes: normal with a working frequency of 200-350 kHz (with an angular field of view of 60 degrees) and high resolution with a working frequency of 500-800 kHz ( with an angular field of view of 30 degrees). The sonar image from the sonar with a switched operating frequency 12 is supplied through a multi-core cable 13, a control unit 14, a WiFi antenna 6 to the operator’s workstation 16. Commands to turn on or off the sonar with a switched operating frequency 12 and to select the mode of its operation are received from the operator through the working operator’s position 16, WiFi antenna 6, control unit 14, and multi-core submarine cable 13.

Пример использования.Usage example.

Тросовую линию 1 устройства устанавливают вертикально с помощью якоря 2 и плавающего буя 3 на расстоянии L от стенки гидротехнического сооружения 18 (см. фиг. 3). Включают систему автоматического горизонтального позиционирования подвижного буя 3 в точку, находящуюся точно над якорем 2. Оператор подает команды на включение гидролокатора с переключаемой рабочей частотой 12 в обычный режим и выполняет вертикальное движение подвижного носителя 7 подачей команд на вертикальный движитель 8 до обнаружения в поле зрения 17 дефекта гидротехнического сооружения 19.The cable line 1 of the device is installed vertically with the help of an anchor 2 and a floating buoy 3 at a distance L from the wall of the hydraulic structure 18 (see Fig. 3). The system of automatic horizontal positioning of the moving buoy 3 is turned on at a point located exactly above the anchor 2. The operator gives commands to turn the sonar with the switched operating frequency 12 into normal mode and performs vertical movement of the mobile carrier 7 by issuing commands to the vertical mover 8 until it is detected in the field of view 17 defect of a hydraulic structure 19.

Далее оператор, подавая команды на поворот подвижного носителя 7 согласованной парой горизонтальных движителей 9 подвижного носителя 7 и на вертикальный движитель 8, наводит центр поля зрения гидролокатора с переключаемой рабочей частотой 12 на дефект гидротехнического сооружения 19.Next, the operator, giving commands to rotate the movable carrier 7 by a coordinated pair of horizontal movers 9 of the movable carrier 7 and the vertical mover 8, directs the center of the field of view of the sonar with a switched operating frequency 12 to the defect of the hydraulic structure 19.

Затем оператор переключает гидролокатор с переключаемой рабочей частотой 12 в режим повышенной разрешающей способности (при этом угловое поле гидролокатора уменьшается, но разрешающая способность на исследуемой поверхности увеличивается) для детального изучения и регистрации дефекта гидротехнического сооружения 19 (см. фиг. 4). Все время исследования дефекта гидротехнического сооружения 19, системы автоматического горизонтального позиционирования плавающего буя 3 в заданной точке и автоматической угловой стабилизации подвижного носителя 7 вокруг оси тросовой линии, совместно обеспечивают заданное оператором пространственное угловое положение поля зрения гидролокатора с переключаемой рабочей частотой 12, противодействуя течениям и иным гидродинамическим помехам, что позволяет иметь высокую детализацию изображения и более точную привязку изображения к объекту при выполнении съемки на глубине.Then the operator switches the sonar with a switchable operating frequency of 12 to the high resolution mode (the angular field of the sonar decreases, but the resolution on the surface under study increases) for a detailed study and registration of a defect in the hydraulic structure 19 (see Fig. 4). All the time the defect of the hydraulic structure 19, the automatic horizontal positioning system of the floating buoy 3 at a given point and the automatic angular stabilization of the movable carrier 7 around the axis of the cable line are investigated, they together provide the operator's specified spatial angular position of the sonar field of view with a switched operating frequency of 12, counteracting currents and other hydrodynamic interference, which allows you to have high image detail and more accurate reference of the image to the object when shooting at depth.

Таким образом, заявленное устройство для внешней дефектоскопии подводных вертикальных гидротехнических сооружений обеспечивает за счет своих конструктивных элементов высокую детализацию изображения при выполнении съемки на глубине и более точную привязку изображения к объекту.Thus, the claimed device for external flaw detection of underwater vertical hydraulic structures provides, due to its structural elements, high image detail when shooting at depth and a more accurate reference of the image to the object.

Claims (1)

Устройство для внешней дефектоскопии подводных вертикальных гидротехнических сооружений, содержащее гидролокатор, отличающееся тем, что оно содержит последовательное тросовое соединение якоря, подвижного носителя и плавающего буя, создавая тросовую линию, при этом якорь и плавающий буй размещены на концах тросовой линии, а плавающий буй снабжен блоком управления, аккумуляторной батареей, согласованной парой горизонтальных движителей, модулем навигации глобальной спутниковой системы позиционирования и антенной Wi-Fi, предназначенной для передачи гидроакустической информации оператору и приема от него управляющих команд, причем аккумуляторная батарея, модуль навигации глобальной спутниковой системы позиционирования и антенна Wi-Fi соединены с входами блока управления, а пара горизонтальных движителей буя соединена с выходами блока управления, подвижный носитель установлен на тросе с возможностью движения по тросовой линии и снабжен гидролокатором с переключаемой рабочей частотой, центральным управляющим компьютером, инерциальной измерительной системой, вертикальным движителем для вертикального движения подвижного носителя и согласованной парой горизонтальных движителей, предназначенных для углового ориентирования подвижного носителя вокруг вертикальной оси тросовой линии, при этом центральный управляющий компьютер выполнен с возможностью принятия команд от блока управления через многожильный подводный кабель и выработки команд управления через соединенные с ним электрически вертикальный движитель, согласованную пару горизонтальных движителей подвижного носителя, инерционную измерительную систему и гидролокатор с переключаемой рабочей частотой, который также соединен через многожильный подводный кабель с блоком управления и антенной Wi-Fi.A device for external flaw detection of underwater vertical hydraulic structures containing a sonar, characterized in that it contains a serial cable connection of the anchor, the mobile carrier and the floating buoy, creating a cable line, while the anchor and the floating buoy are placed at the ends of the cable line, and the floating buoy is equipped with a block control, a rechargeable battery, a coordinated pair of horizontal movers, a navigation module for the global satellite positioning system and a Wi-Fi antenna designed to transmit sonar information to the operator and receiving control commands from him, the battery, the navigation module of the global satellite positioning system and a Wi-Fi antenna connected to the inputs of the control unit, and a pair of horizontal movers of the buoy connected to the outputs of the control unit, a movable carrier mounted on a cable with the ability to move along the cable line and equipped with a sonar with a switchable operating frequency, central a control computer, an inertial measuring system, a vertical mover for the vertical movement of the movable carrier and a matched pair of horizontal movers designed for angular orientation of the movable carrier around the vertical axis of the cable line, while the central control computer is configured to accept commands from the control unit via a multi-wire submarine cable and generating control commands through an electrically vertical propeller connected to it, a matched pair of horizontal propulsive carriers, an inertial measuring system and a sonar with a switchable operating frequency, which is also connected via a multi-wire submarine cable to the control unit and the Wi-Fi antenna.
RU2019141975A 2019-12-18 2019-12-18 Device for external flaw detection of underwater vertical hydraulic structures RU2724156C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019141975A RU2724156C1 (en) 2019-12-18 2019-12-18 Device for external flaw detection of underwater vertical hydraulic structures

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019141975A RU2724156C1 (en) 2019-12-18 2019-12-18 Device for external flaw detection of underwater vertical hydraulic structures

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2724156C1 true RU2724156C1 (en) 2020-06-22

Family

ID=71135891

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019141975A RU2724156C1 (en) 2019-12-18 2019-12-18 Device for external flaw detection of underwater vertical hydraulic structures

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2724156C1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2739871C1 (en) * 2020-06-29 2020-12-29 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Форт XXI" (ООО НПП "Форт XXI") Movable underwater carrier equipped with a system of horizontal angular stabilization relative to vertical plane hydraulic structures
CN113093773A (en) * 2021-06-10 2021-07-09 深之蓝海洋科技股份有限公司 Underwater structure detection method, system, equipment and medium based on underwater robot
RU2753986C1 (en) * 2020-12-08 2021-08-25 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" Aviation floating underwater projectile
RU2769439C1 (en) * 2021-05-25 2022-03-31 Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации Device for inspection of hydraulic structures
RU2769559C1 (en) * 2021-04-01 2022-04-04 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" Method for detecting and hitting an underwater target
RU2794710C1 (en) * 2022-10-10 2023-04-24 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт Дальневосточного отделения Российской академии наук Multi-element modular acoustic-hydrophysical measuring system

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU110065U1 (en) * 2011-05-25 2011-11-10 Общество с ограниченной ответственностью "Океан-Инвест СПб" UNIVERSAL RELEASED SYSTEM FOR THE EXAMINATION AND REPAIR OF HYDROTECHNICAL AND OIL AND GAS INDUSTRY INFRASTRUCTURE
RU2438914C1 (en) * 2010-09-27 2012-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Океан-Инвест СПб" Immersible transformable platform and robotic complex for underwater jobs
RU2445594C1 (en) * 2010-09-03 2012-03-20 Открытое акционерное общество "Газпром" Method of diagnosing main pipelines and device for realising said method
RU2468960C1 (en) * 2011-05-25 2012-12-10 Общество с ограниченной ответственностью "Океан-Инвест СПб" All-purpose self-propelled submersible system for inspection and repair of waterworks
CN204374415U (en) * 2014-12-23 2015-06-03 江苏省洪泽湖水利工程管理处 For the sonar pick-up unit of facade disease under water seal
RU2610149C1 (en) * 2015-11-16 2017-02-08 Владимир Васильевич Чернявец Towed underwater vehicle, equipped with sonar equipment for detecting silting facilities and pipelines, and their subsequent monitoring
CN105223577B (en) * 2015-10-25 2017-07-28 宁波市鄞州发辉机械科技有限公司 A kind of collapsible sonar unit of submersible
CN104090579B (en) * 2014-04-23 2017-08-15 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 A kind of underwater section monitoring robot controller and automatic orbit tracking and controlling method

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2445594C1 (en) * 2010-09-03 2012-03-20 Открытое акционерное общество "Газпром" Method of diagnosing main pipelines and device for realising said method
RU2438914C1 (en) * 2010-09-27 2012-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Океан-Инвест СПб" Immersible transformable platform and robotic complex for underwater jobs
RU110065U1 (en) * 2011-05-25 2011-11-10 Общество с ограниченной ответственностью "Океан-Инвест СПб" UNIVERSAL RELEASED SYSTEM FOR THE EXAMINATION AND REPAIR OF HYDROTECHNICAL AND OIL AND GAS INDUSTRY INFRASTRUCTURE
RU2468960C1 (en) * 2011-05-25 2012-12-10 Общество с ограниченной ответственностью "Океан-Инвест СПб" All-purpose self-propelled submersible system for inspection and repair of waterworks
CN104090579B (en) * 2014-04-23 2017-08-15 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 A kind of underwater section monitoring robot controller and automatic orbit tracking and controlling method
CN204374415U (en) * 2014-12-23 2015-06-03 江苏省洪泽湖水利工程管理处 For the sonar pick-up unit of facade disease under water seal
CN105223577B (en) * 2015-10-25 2017-07-28 宁波市鄞州发辉机械科技有限公司 A kind of collapsible sonar unit of submersible
RU2610149C1 (en) * 2015-11-16 2017-02-08 Владимир Васильевич Чернявец Towed underwater vehicle, equipped with sonar equipment for detecting silting facilities and pipelines, and their subsequent monitoring

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2739871C1 (en) * 2020-06-29 2020-12-29 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Форт XXI" (ООО НПП "Форт XXI") Movable underwater carrier equipped with a system of horizontal angular stabilization relative to vertical plane hydraulic structures
RU2753986C1 (en) * 2020-12-08 2021-08-25 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" Aviation floating underwater projectile
RU2769559C1 (en) * 2021-04-01 2022-04-04 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" Method for detecting and hitting an underwater target
RU2769439C1 (en) * 2021-05-25 2022-03-31 Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации Device for inspection of hydraulic structures
CN113093773A (en) * 2021-06-10 2021-07-09 深之蓝海洋科技股份有限公司 Underwater structure detection method, system, equipment and medium based on underwater robot
RU2794710C1 (en) * 2022-10-10 2023-04-24 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт Дальневосточного отделения Российской академии наук Multi-element modular acoustic-hydrophysical measuring system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2724156C1 (en) Device for external flaw detection of underwater vertical hydraulic structures
ES2796699T3 (en) Communications between mobile robots in the aquatic environment
RU2438914C1 (en) Immersible transformable platform and robotic complex for underwater jobs
KR100938479B1 (en) Deep-sea Unmanned Underwater Vehicles System
EP2920613B1 (en) Marine seismic survey and method using autonomous underwater vehicles and underwater bases
JP2010139270A (en) System for collecting under-water information
KR101946542B1 (en) Unmanned vehicle for underwater survey
Evans et al. Docking techniques and evaluation trials of the SWIMMER AUV: an autonomous deployment AUV for work-class ROVs
WO2006054914A1 (en) Submarine escape vehicle
RU173254U1 (en) Robotic swimming facility for research and underwater operations
KR101177839B1 (en) System and method for underwater robot global positioning
RU2610149C1 (en) Towed underwater vehicle, equipped with sonar equipment for detecting silting facilities and pipelines, and their subsequent monitoring
CN110703197B (en) Lateral measurement type inverted ultrashort baseline transmitting-receiving transducer and working mode thereof
US9753017B2 (en) Ultrasonic observation equipment, ultrasonic observation system, and ultrasonic observation method
EP4309994A1 (en) System for coupling aquatic relay machine and underwater cruising body, and operation method therefor
RU2468960C1 (en) All-purpose self-propelled submersible system for inspection and repair of waterworks
RU110065U1 (en) UNIVERSAL RELEASED SYSTEM FOR THE EXAMINATION AND REPAIR OF HYDROTECHNICAL AND OIL AND GAS INDUSTRY INFRASTRUCTURE
EA038101B1 (en) Device for external flaw detection of underwater vertical hydraulic structures
RU2609618C1 (en) Underwater robot system
CN214951666U (en) Intelligent water depth measuring device and system
RU163732U1 (en) REMOTE CONTROLLED UNDERWATER UNIT WITH WHEEL CHASSIS FOR LIGHTING THE CONDITION OF THE HOUSING STRUCTURES OF VESSELS
RU2769439C1 (en) Device for inspection of hydraulic structures
RU2760985C1 (en) Multifunctional device for deep-sea monitoring of the underwater environment and underwater technical works
JP2018017502A (en) Underwater sound positioning system
JP2021187174A (en) Underwater observation system and underwater observation method