RU2770623C1 - Composite autonomous uninhabited underwater vehicle - Google Patents
Composite autonomous uninhabited underwater vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- RU2770623C1 RU2770623C1 RU2021102638A RU2021102638A RU2770623C1 RU 2770623 C1 RU2770623 C1 RU 2770623C1 RU 2021102638 A RU2021102638 A RU 2021102638A RU 2021102638 A RU2021102638 A RU 2021102638A RU 2770623 C1 RU2770623 C1 RU 2770623C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- autonomous
- hull
- cable
- composite
- vehicle
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63C—LAUNCHING, HAULING-OUT, OR DRY-DOCKING OF VESSELS; LIFE-SAVING IN WATER; EQUIPMENT FOR DWELLING OR WORKING UNDER WATER; MEANS FOR SALVAGING OR SEARCHING FOR UNDERWATER OBJECTS
- B63C11/00—Equipment for dwelling or working underwater; Means for searching for underwater objects
- B63C11/48—Means for searching for underwater objects
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
- B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области средств освоения мирового океана и проведения подводных работ, в частности, к конструктивному облику и архитектуре современных необитаемых подводных аппаратов.The invention relates to the field of means for the development of the oceans and underwater operations, in particular, to the design and architecture of modern uninhabited underwater vehicles.
В настоящее время активно используются несколько основных видов необитаемых подводных аппаратов (НПА), в число которых входят буксируемые, автономные и телеуправляемые по кабелю аппараты. Они предназначены для выполнения свойственных им задач, в том числе поиска и обследования затонувших объектов. Так, с помощью буксируемых аппаратов осуществляют поиск затонувших объектов на больших площадях, а автономные аппараты ведут поиск в меньших по размерам районах. Телеуправляемые НПА осуществляют допоиск и телевизионное обследование объектов в ограниченных районах, а при наличии манипуляторов выполняют типовые подводные работы (подъем фрагментов, остропка, очистка от ила и т.д.). Предлагаемый в заявке составной аппарат универсален и предназначен для выполнения несколько функций благодаря особенностям своего конструктивного исполнения.Currently, several main types of uninhabited underwater vehicles (UUVs) are actively used, including towed, autonomous and cable-controlled vehicles. They are designed to perform their inherent tasks, including the search and survey of sunken objects. So, with the help of towed vehicles, they search for sunken objects over large areas, and autonomous vehicles search in smaller areas. Remote-controlled UUVs carry out additional search and television inspection of objects in limited areas, and in the presence of manipulators, they perform typical underwater work (lifting fragments, sharpening, cleaning from silt, etc.). The composite apparatus proposed in the application is universal and is designed to perform several functions due to the features of its design.
Известно техническое решение компании General Dynamics, создавшей и испытавшей автономные необитаемые подводные аппараты (АНПА) Bluefin-21 с размещенными во внутреннем отсеке его корпуса двумя малыми автономными аппаратами. Информация, собранная бортовыми датчиками большого АНПА-носителя, хранится в памяти этих малых роботов-ретрансляторов SandShark. Выпущенные в заданной точке из корпуса Bluefin-21 как торпеды, они поднимаются на поверхность и передают информацию своего носителя надводным кораблям, одновременно обеспечивая обратную трансляцию команд по дальнейшим действиям на свой АНПА-носитель по гидроакустическому каналу [1].The technical solution of General Dynamics is known, which created and tested autonomous uninhabited underwater vehicles (AUV) Bluefin-21 with two small autonomous vehicles located in the inner compartment of its hull. The information collected by the onboard sensors of the large carrier AUV is stored in the memory of these small SandShark repeater robots. Launched at a given point from the Bluefin-21 hull as torpedoes, they rise to the surface and transmit information from their carrier to surface ships, while simultaneously providing a reverse transmission of commands for further actions to their AUV carrier via a hydroacoustic channel [1].
Недостатком такого конструктивного решения являются ограниченные возможности АНПА-носителя, обеспечивающего только пуск малых аппаратов-ретрансляторов для передачи информации, отсутствие у них из-за малых габаритов дополнительной аппаратуры или рабочих органов (манипуляторов), а также невозможность возвращения их на борт АНПА-носителя.The disadvantage of such a constructive solution is the limited capabilities of the AUV carrier, which only provides the launch of small repeater devices for transmitting information, the lack of additional equipment or working bodies (manipulators) due to their small dimensions, and the impossibility of returning them to the AUV carrier.
Известна разработка французского противоминного аппарата «Ремора» (на базе корпуса серийного аппарата «Redermor»), состоящего из двух автономных аппаратов. Большой автономный модуль торпедообразной обтекаемой формы осуществляет своими техническими средствами поиск и классификацию объекта (мины) на грунте. Он одновременно обеспечивает транспортировку малого АНПА, который крепится салазками-опорами к захвату на спине носителя. Малый автономный аппарат после расстыковки с носителем обследует обнаруженный большим модулем объект (мину), идентифицируя его своим гидролокатором, сбрасывает около него гидроакустический приводной маяк и возвращается на носитель, либо самостоятельно всплывает на поверхность при трудностях стыковки [2].Known for the development of the French anti-mine apparatus "Remora" (based on the body of the serial apparatus "Redermor"), consisting of two autonomous vehicles. A large autonomous module of a torpedo-shaped streamlined shape searches and classifies an object (mines) on the ground with its own technical means. It simultaneously ensures the transportation of a small AUV, which is attached by sleds to the grip on the back of the carrier. After undocking, a small autonomous vehicle examines an object (mine) detected by a large module, identifying it with its sonar, drops a hydroacoustic drive beacon near it and returns to the carrier, or independently floats to the surface if docking is difficult [2].
Указанный АНПА является наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству и принят в качестве прототипа.The specified AUV is the closest in technical essence to the claimed device and adopted as a prototype.
Недостатками прототипа являются: отсутствие у малого модуля рабочих манипуляторов, сложность повторной стыковки с носителем после сброса г/а маяка, вероятность недостоверной классификации объекта, возможность потери малого аппарата при нештатной ситуации и отсутствие прямой трансляции видеосигнала оператору с изображением затонувшего объекта, а, следовательно, невозможность его опознания «онлайн».The disadvantages of the prototype are: the lack of working manipulators in the small module, the difficulty of re-docking with the carrier after resetting the beacon's g / a, the probability of an unreliable classification of the object, the possibility of losing a small apparatus in an emergency and the lack of a live broadcast of the video signal to the operator with the image of a sunken object, and, consequently, the impossibility of its identification "online".
Задачей предполагаемого изобретения является создание конструкции многофункционального составного АНПА для выполнения подводных работ путем самостоятельного поиска затонувшего объекта аппаратом-носителем с последующим обследованием обнаруженного объекта и выполнением на нем работ манипуляторами привязного рабочего аппарата, крепящегося на ложементах под корпусом аппарата-носителя.The objective of the proposed invention is to create a design for a multifunctional composite AUV for performing underwater work by independently searching for a sunken object with a carrier vehicle, followed by examination of the discovered object and performing work on it by manipulators of a tethered working vehicle mounted on lodgements under the body of the carrier vehicle.
Задача решается тем, что известный автономный необитаемый подводный аппарат, включающий обтекаемый корпус, который оснащен движителями, аккумуляторными батареями, средствами навигации и поиска затонувших объектов, а сверху на корпусе закреплен на двух опорах малогабаритный автономный аппарат, оснащенный гидролокатором и акустическим маркером, отличающийся тем, что под корпусом автономного необитаемого аппарата-носителя на ложементах с захватами закреплен рабочий телеуправляемый по волоконно-оптическому кабелю аппарат, который оснащен видеокамерами и рабочими манипуляторами, при этом лебедка с волоконно-оптическим кабелем размещена в нижней части корпуса аппарата-носителя, а сверху на корпусе автономного аппарата-носителя закреплен обтекаемый антенный модуль для радиобуя, в котором также установлена лебедка с кабелем, а всплывающий радиобуй с аппаратурой управляющей линии связи и блоком спутниковой навигации подключен к жому кабелю.The problem is solved by the fact that the well-known autonomous uninhabited underwater vehicle, including a streamlined hull, which is equipped with propulsion, batteries, means of navigation and search for sunken objects, and a small-sized autonomous vehicle equipped with a sonar and an acoustic marker is fixed on top of the hull, equipped with a sonar and an acoustic marker, characterized in that that under the body of the autonomous uninhabited carrier vehicle, on cradles with grippers, a working remote-controlled apparatus is fixed via a fiber-optic cable, which is equipped with video cameras and working manipulators, while the winch with a fiber-optic cable is located in the lower part of the carrier vehicle body, and on top of the body of the autonomous carrier vehicle, a streamlined antenna module for the beacon is fixed, in which a winch with a cable is also installed, and a pop-up beacon with control line equipment and a satellite navigation unit is connected to the cable harness.
Новыми отличительными признаками составного АНПА являются:The new distinguishing features of the composite AUV are:
- трансформируемая конструкция, включающая АНПА-носитель с пристыкованным рабочим аппаратом и буксируемый радиобуй;- a transformable structure, including an AUV-carrier with a docked working vehicle and a towed beacon;
- наличие нескольких (более двух) манипуляторов на телеуправляемом рабочем аппарате;- the presence of several (more than two) manipulators on a remote-controlled working apparatus;
- дистанционное управление и контроль составного АНПА оператором;- remote control and monitoring of the composite AUV by the operator;
- многофункциональность составного АНПА (автономный поиск объекта, его обследование, применение манипуляторов привязного НПА, ретрансляция информации в реальном масштабе времени и оперативная коррекция работ);- multifunctionality of the composite AUV (autonomous search for an object, its inspection, the use of manipulators of a tethered UUV, relaying information in real time and operational correction of work);
- возможность работы в составе группы составных АНПА, осуществляя поиск «стаей».- the ability to work as part of a group of composite AUVs, searching for a "flock".
Данные отличительные признаки обеспечивают достаточную компактность конструкции составного аппарата при его высокой многофункциональности и возможности выполнения текущих указаний оператора по каналу связи через радиобуй. В том числе на проведение необходимых работ манипуляторами, которых на рабочем аппарате может быть несколько (до 2-х на каждом борту), используемых как для удержания рабочего НПА у объекта, так и для проведения непосредственных работ.These distinguishing features provide sufficient compactness of the design of the composite apparatus with its high multifunctionality and the ability to carry out the current instructions of the operator via a communication channel via a beacon. Including for carrying out the necessary work with manipulators, of which there can be several on the working apparatus (up to 2 on each side), used both to hold the working UUV near the object and to carry out direct work.
Конструкция составного автономного необитаемого подводного аппарата представлена на фиг. 1.The design of a composite autonomous uninhabited underwater vehicle is shown in Fig. one.
К нижней части корпуса АНПА-носителя 1, оснащенного движителями 2 и средствами поиска 3, с помощью малогабаритной лебедки с волоконно-оптическим кабелем, размещенной в корпусе носителя, а также с помощью ложементов с захватами 4, крепится телеуправляемый рабочий НПА 5, оснащенный гидролокатором и видеокамерами 6 для обследования объектов и контроля работы манипуляторов 7 и движительным комплексом 8. При этом сверху на корпусе АНПА-носителя закреплен обтекаемый антенный модуль, в котором размещены лебедка с вьюшкой и всплывающий к поверхности на антенном кабеле 9 радиобуй 10.To the lower part of the body of the AUV-carrier 1, equipped with
Составной автономный необитаемый подводный аппарат работает следующим образом.Composite autonomous uninhabited underwater vehicle operates as follows.
Назначением составного АНПА является самостоятельный поиск в районе с последующим выполнением необходимых подводно-технических работ. Составной АНПА спускается за борт, проверяется канал связи и АНПА заглубляется под воду. При этом антенный буй выпускается на поверхность (фиг 2). Используя движители АНПА-носителя, составной аппарат выдвигается в назначенную точку, прибыв в которую, сверяет свое место по данным GPS/ГЛОНАСС и включает бортовую поисковую гидроакустическую аппаратуру. Оператор постоянно контролирует место составного АНПА и текущую обстановку по линии связи через антенный буй, осуществляя дистанционное управление или коррекцию галсов действующего по программе аппарата-носителя, а также рабочего аппарата. В назначенной точке аппарат-носитель производит гидроакустический поиск объекта, передавая текущую информацию оператору на судне в реальном масштабе времени. Поисковые галсы с применением гидроакустических средств обнаружения аппарат-носитель осуществляет на небольшом заглублении (десятки метров) для исключения возможности запутывания при маневрировании кабельной линии выпущенного радиобуя. С получением контактов, классифицируемых операторами как достоверные, производится их нанесение на карту и электронный планшет. Затем начинается обследование полученных контактов. В точке полученного контакта осуществляется отделение телеуправляемого по волоконно-оптическому кабелю рабочего НПА от захватов ложементов на корпусе АНПА-носителя. Используя гидролокатор привязного рабочего НПА, оператор подводит аппарат к объекту на дальность действия видеокамеры и классифицирует его. После этого, используя манипуляторы (кормовые для крепления за объект), осуществляются необходимые работы двумя манипуляторами в носовой части рабочего аппарата.The purpose of the composite AUV is an independent search in the area with the subsequent performance of the necessary underwater technical work. The composite AUV goes overboard, the communication channel is checked, and the AUV dives into the water. When this antenna buoy is released to the surface (Fig. 2). Using the propellers of the AUV-carrier, the composite vehicle advances to the designated point, arriving at which it checks its position according to GPS / GLONASS data and turns on the onboard search hydroacoustic equipment. The operator constantly monitors the location of the composite AUV and the current situation via the communication line through the antenna buoy, carrying out remote control or tack correction of the carrier vehicle operating under the program, as well as the working vehicle. At the designated point, the carrier apparatus performs a hydroacoustic search for the object, transmitting current information to the operator on the ship in real time. Search lines using hydroacoustic detection means are carried out by the carrier vehicle at a small depth (tens of meters) to exclude the possibility of entanglement when maneuvering the cable line of the released beacon. With the receipt of contacts classified by operators as reliable, they are applied to the map and electronic tablet. Then the examination of the received contacts begins. At the point of contact obtained, the working UUV, which is remotely controlled via a fiber-optic cable, is separated from the grips of the cradles on the body of the AUV-carrier. Using the sonar of the tethered working UUV, the operator brings the device to the object within the range of the video camera and classifies it. After that, using the manipulators (stern for attaching to the object), the necessary work is carried out by two manipulators in the bow of the working apparatus.
Технико-экономическое преимущество предложенного составного автономного необитаемого подводного аппарата по сравнению с прототипом заключается в том, что он позволяет осуществлять эффективное выполнение не только поиска, но и подводно-технических работ с подбором фрагментов объекта манипуляторами телеуправляемого НПА в удаленном районе под непосредственным контролем оператора.The technical and economic advantage of the proposed composite autonomous uninhabited underwater vehicle in comparison with the prototype is that it allows efficient execution of not only search, but also underwater technical work with the selection of object fragments by manipulators of a remote-controlled UUV in a remote area under the direct control of the operator.
Литература.Literature.
1. Каталог подводных военных роботизированных аппаратов: M.-URL:http://robotrends.ru/robopedya/podvodnie-voernye-apparaty (дата обращения 23.09.2020). - Текст электронный.1. Catalog of underwater military robotic vehicles: M.-URL: http://robotrends.ru/robopedya/podvodnie-voernye-apparaty (accessed 23.09.2020). - Electronic text.
2. Илларионов Г.Ю. Подводные роботы в минной войне / Г.Ю. Илларионов, К.С. Сиденко, В.В. Сидоренков. - Калининград: - ОАО «Янтарный берег», 2008.2. Illarionov G.Yu. Underwater robots in the mine war / G.Yu. Illarionov, K.S. Sidenko, V.V. Sidorenkov. - Kaliningrad: - JSC "Yantarny Bereg", 2008.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021102638A RU2770623C1 (en) | 2021-02-04 | 2021-02-04 | Composite autonomous uninhabited underwater vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021102638A RU2770623C1 (en) | 2021-02-04 | 2021-02-04 | Composite autonomous uninhabited underwater vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2770623C1 true RU2770623C1 (en) | 2022-04-19 |
Family
ID=81212568
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021102638A RU2770623C1 (en) | 2021-02-04 | 2021-02-04 | Composite autonomous uninhabited underwater vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2770623C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2809785C1 (en) * | 2022-11-07 | 2023-12-18 | 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" | Combined underwater robotic complex |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
RU2012151421A (en) * | 2012-11-30 | 2014-06-10 | Открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро "Лазурит" | METHOD FOR USING UNABILITABLE UNDERWATER UNITS FROM UNDERWATER CARRY |
US20180251199A1 (en) * | 2017-03-03 | 2018-09-06 | Houston Mechatronics, Inc. | Re-configurable subsea robot |
RU2667674C1 (en) * | 2017-12-01 | 2018-09-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук | Modular autonomous uninhabited underwater vehicle |
US20190084658A1 (en) * | 2016-03-11 | 2019-03-21 | Saipem S.P.A. | Unmanned underwater vehicle, system and method for the maintenance and inspection of underwater facilities |
-
2021
- 2021-02-04 RU RU2021102638A patent/RU2770623C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
RU2012151421A (en) * | 2012-11-30 | 2014-06-10 | Открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро "Лазурит" | METHOD FOR USING UNABILITABLE UNDERWATER UNITS FROM UNDERWATER CARRY |
US20190084658A1 (en) * | 2016-03-11 | 2019-03-21 | Saipem S.P.A. | Unmanned underwater vehicle, system and method for the maintenance and inspection of underwater facilities |
US20180251199A1 (en) * | 2017-03-03 | 2018-09-06 | Houston Mechatronics, Inc. | Re-configurable subsea robot |
RU2667674C1 (en) * | 2017-12-01 | 2018-09-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук | Modular autonomous uninhabited underwater vehicle |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2809785C1 (en) * | 2022-11-07 | 2023-12-18 | 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" | Combined underwater robotic complex |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100734814B1 (en) | Auto-piloting unmanned ship | |
US7296530B1 (en) | Unmanned system for underwater object inspection, identification and/or neutralization | |
CN209938902U (en) | Sound/light/magnetism comprehensive detection type unmanned underwater vehicle | |
US6738314B1 (en) | Autonomous mine neutralization system | |
Venkatesan | AUV for Search & Rescue at sea-an innovative approach | |
DK2830934T3 (en) | UNDERWORK WORKING SYSTEM AND PROCEDURE FOR OPERATING AN UNDERWORKING SYSTEM | |
US10604218B2 (en) | Manoeuvring device and method therof | |
RU2709058C2 (en) | Mobile hydroacoustic buoy-beacon and navigation equipment method of sea area | |
US11511835B2 (en) | Operating method of multiple underwater vehicles and operating system of multiple underwater vehicles | |
US11774962B2 (en) | Control method of underwater vehicle, introducing method of underwater vehicle, recovering method of underwater vehicle, control system of underwater vehicle, introducing/recovering equipment of control system of underwater vehicle | |
Von Alt et al. | Hunting for mines with REMUS: A high performance, affordable, free swimming underwater robot | |
Adam | Probing beneath the sea: sending vessels into environments too harsh for humans poses challenges in communications, artificial intelligence, and power-supply technology | |
EP2802092A1 (en) | System and method for seafloor exploration | |
RU2710831C1 (en) | Self-propelled hydroacoustic buoy-beacon and navigation equipment method of sea area | |
KR101277002B1 (en) | Unmanned Surface Robot | |
Jung et al. | A study on unmanned surface vehicle combined with remotely operated vehicle system | |
Silva et al. | TURTLE-a robotic autonomous deep sea lander | |
RU2770623C1 (en) | Composite autonomous uninhabited underwater vehicle | |
RU2709059C1 (en) | Underwater situation illumination method and device for its implementation | |
RU2650298C1 (en) | Search underwater vehicle and method of its application | |
US20220161912A1 (en) | Methods and systems for surveying using deep-water vessels | |
RU2809785C1 (en) | Combined underwater robotic complex | |
Paglia et al. | DARPA'S autonomous minehunting and mapping technologies (AMMT) program an overview | |
RU2769806C1 (en) | Autonomous unmanned underwater vehicle for transmitting information about the state of the submarine | |
RU2783690C1 (en) | Method for transmission of information about a damaged submarine from under the ice |