WO2020144501A1 - Sistema de ajuste de motores para vehículos submarinos de operación remota para aprovechamiento de empuje de motores - Google Patents

Sistema de ajuste de motores para vehículos submarinos de operación remota para aprovechamiento de empuje de motores Download PDF

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WO2020144501A1
WO2020144501A1 PCT/IB2019/058530 IB2019058530W WO2020144501A1 WO 2020144501 A1 WO2020144501 A1 WO 2020144501A1 IB 2019058530 W IB2019058530 W IB 2019058530W WO 2020144501 A1 WO2020144501 A1 WO 2020144501A1
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hole
plate
remotely operated
degrees
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PCT/IB2019/058530
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Omar Santiago Abril Howard
Reynaldo Farid VILLAREAL GONZALEZ
Juan Pablo Pestana Nobles
Carlos Andres Ochoa Pertuz
Eugenio Yime Rodriguez
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Universidad Simon Bolivar
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    • B63G8/001—Underwater vessels adapted for special purposes, e.g. unmanned underwater vessels; Equipment specially adapted therefor, e.g. docking stations
    • B63G2008/002—Underwater vessels adapted for special purposes, e.g. unmanned underwater vessels; Equipment specially adapted therefor, e.g. docking stations unmanned

Definitions

  • the present invention belongs to the field of floating ships or other vessels, their equipment and means of locating or recovering submerged objects; specifically related to equipment for staying or working underwater, the means of searching for submerged objects with diving chambers mechanically attached to a closed-type base with independent propulsion and steering control consisting of a Remotely Operated Vehicle (ROV) type submarine - Remote Operated Vehicle) with six motors: four motors with thrust on the horizontal axis and two motors with thrust on the vertical axis; where horizontal thrust motors have the possibility of turning on an axis at an angle of 0 to 45 degrees and where the motors are located in an additional structure that allows the motors to rotate and lock depending on the ecosystem or environmental conditions at which the Remotely Operated Vehicle will be exposed to.
  • ROV Remotely Operated Vehicle
  • Patent application No. US20070283871 published on December 13, 2007 is known in the state of the art, which describes a remotely operated vehicle (ROV) has a generally rectangular shape and comprises a frame that has ports and stirrups 5, 6 arranged parallel to each other, a base 7 and a platform 8.
  • the platform 8 has a C cut in the front to accommodate a camera. Only certain parts of the vehicle frame and propellers are shown in the drawings to enhance the understanding of the invention. Normally, the vehicle would be loaded with other parts and accessories that are not important to the invention and are therefore not shown in the drawings.
  • Platform 8 is supported by cross braces that extend perpendicularly between the side frames 5, 6, and has at its bottom four propellers arranged at each corner of platform 8.
  • Two propellers are arranged at the front port and at the starboard corners, and are designated herein as FP and FS respectively.
  • Two other thrusters are arranged in the rear port and in the starboard corners and are designated here as RP and RS respectively.
  • the thrusters are bi-directional and can operate in forward or reverse mode.
  • the propeller impeller RS can be rotated clockwise as shown by arrow A in FIG. 1 and when operated in this way it can direct the thrust through the opening 5R in the starboard side plate 5.
  • the impeller can operate in the opposite direction and direct the thrust through the rear of the vehicle.
  • a single pusher T is arranged in the plane of platform 8 to provide horizontal thrust in any direction. Meanwhile, in the new invention, operation depends on the ability of the motors to displace the Remotely Operated Vehicle (ROV) the body of water, despite its environmental conditions.
  • ROV Remotely Operated Vehicle
  • the new invention The motors are located on an axis on which they rotate, in positions of 0 Q degrees and 45 Q degrees.
  • patent application No. US5947051 published on June 4, 1964, which describes a self-propelled underwater surface-powered robotics vehicle capable of navigating through a volume of water and adhering to an underwater surface and traversing the surface.
  • the vehicle has a main body with an internal suction chamber and a motor driven impeller arranged in the chamber to draw water through the lower end of the chamber and expel it through the upper end, thus creating a negative pressure force on the lower end to keep the vehicle in contact with the underwater surface.
  • the thrusters in the main body allow the vehicle to be driven through a volume of water before and after docking to the underwater surface, as well as to keep the station in the water for tasks and inspections.
  • the vehicle may be provided with an evacuation enclosure to provide an environment for performing tasks and with measuring and inspection devices and tools for cleaning, welding and other underwater tasks on the hull. Meanwhile, the new invention does not focus on adding to the boat's hull or other artificial submerged structures.
  • motors are in 4 corners of the aluminum plate thus generating the axes of movement Right, left, forward, backward and lateral displacement, additional to
  • Patent application No. CN104002942 published June 9, 2014 which describes an autonomous micro submersible, is in the state of the art and belongs to the field of unmanned submersibles and underwater robots.
  • the micro autonomous submersible is composed of a communication module (1), a detection module (2), a navigation module (3), a vision module (4), a propulsion module (5), a control module control (6), a central module (7), a battery pack (8) and a main casing (9), where the communication module (1), the detection module (2), the navigation module ( 3), the vision module (4) and the control module (6) coordinate with each other to complete the tasks scheduled under the unified management of the central module (7); the drive module (5) is controlled by the control module to complete the float, forward or reverse actions.
  • the communication module (1), the detection module (2), the navigation module (3), the vision module (4), the propulsion module (5), the control module (6) and the module central (7) are all arranged in the main housing (9) and powered by the battery (8).
  • the submersible has the advantages of hidden property, mobility, intelligence, low cost and the like, and is capable of long-distance work, applicable to the fields of underwater archeology, underwater exploration and the like, and a wide range of applications.
  • the new invention has 6 motors for displacement, the architecture seeks to give the Remotely Operated Vehicle (ROV) the possibility of receiving technological packages. These motors give the Remotely Operated Vehicle (ROV) the possibility of having precise movements and approaches to the objects of study.
  • ROV Remotely Operated Vehicle
  • a Remotely Operated Vehicle has been developed that exceeds the 40-meter barrier with an average operating time of 4 hours, reducing the risks associated with diving activities such as decompression sickness.
  • the invention is an engine adjustment mechanism for remotely operated submarine vehicles to take advantage of engine thrust that has a portable, lightweight and easy to deploy design since it adapts to the boats available in the local context, thanks to its size does not exceed 50cmX40cmX35cm and 15Kg of weight, allowing it to be deployed from almost any boat.
  • Figure 1 Shows an overview of the engine adjustment mechanism for remotely operated underwater vehicles
  • Figure 2 Shows a top view of the intermediate plate where the four horizontal displacement motors are coupled, with the four angular graduation grooves at their ends.
  • Figure 3 Shows a top view of the engine adjustment mechanism for remotely operated underwater vehicles with its protective cover.
  • Figure 4 Shows a side view of the engine adjustment mechanism for remotely operated submarine vehicles showing horizontal displacement engines and an intermediate angular graduation slot.
  • Figure 5 Shows an exploded view of the intermediate plate with the horizontal displacement motors, its angular graduation plate, its axis of rotation of the motor plate and its pressure closure that fits over the angular graduation slot.
  • Figure 6 Shows a representation of the angular graduation of the four horizontal displacement engines of the engine adjustment mechanism for submarine vehicles in first position execution for river displacement.
  • Figure 7 Shows a representation of the angular graduation of the four horizontal displacement motors of the motor adjustment mechanism for submarine vehicles in second position execution for sea displacement.
  • Figure 8 Shows an execution representation of the engine adjustment mechanism for remotely operated underwater vehicles where the external battery and remote control mechanisms can be seen.
  • the structural unit of the engine adjustment mechanism for remotely operated submarine vehicles (9) is composed of software and its electronics, physical structure hardware and waterproof components, motors, additional control and processing apparatus such as computers.
  • the physical structure is made of 8mm aluminum machined on a numerically controlled milling machine, it consists of five bodies, three horizontal bodies: a horizontal upper protection cover (10), an intermediate plate for the rotation and adjustment of horizontal displacement motors (1 1), a lower protection plate and structure (12); with two vertical lateral bodies: a right lateral plate (13) and a left lateral plate (14); where the five bodies are joined with internal threaded unions of 5 mm by 2.54cm (1 inch) and 0.635cm (1 ⁇ 4 inch) long, countersunk type of thread "bristol", thread "alien” or "L” and screw.
  • the right side plate (13) and left side plate (14) have symmetry, with holes (58) in each of its quadrants for water expulsion and perforations (59) for the threaded joints with the three horizontal bodies.
  • the angular graduation plates of the motors are made of 8mm aluminum, which allow the mobility of the motors and relocation, which rotate on an axis of rotation sweeping angles from 0 degrees to 45 degrees, thus having two positions per motor.
  • the locking systems in position of the motors are made through manual “bicycle lace” or “skewer” type closing.
  • the float is made with high-density expanded polystyrene covered with fiberglass, modeled float pieces (67) which are secured to the structure through screws to the right side plate (13), to the left side plate ( 14) and a horizontal top protection cover (10).
  • the intermediate plate for rotation and adjustment of horizontal displacement motors (1 1) has in its upper part the enclosures for the electronics, made up of a capsule (15) with a transparent dome (16), the cylindrical section of the capsule (15) and 5mm acrylic the transparent dome (16) with “Oring” type gaskets. Electronics integrating different sensors (17) located on a simple programming board (18), servo motors (19) and camera (23).
  • the motors have an external speed controller in the control mechanism (20), and attached to the intermediate plate of rotation and adjustment of horizontal displacement motors (1 1) in its upper part have lighting fixtures (22).
  • the external battery (21) is located in an operation boat (25) that gives the submarine the ability to reach a maximum depth of 40 meters with 6 hours of autonomy, while the integrated battery (24) increases the depth to 80 meters, but it decreases the autonomy to 3 hours.
  • the engine adjustment mechanism for remotely operated submarine vehicles (9) seeks to harness the force of the engines by relocating the thrust vector of the engines, thus the engine adjustment mechanism for remotely operated submarine vehicles (9) counts with two configurations, this in order to give the submarine the possibility of navigating in different environmental conditions, without affecting its operational capabilities.
  • the settings for navigation differ mainly in the force that results from the relocation of two of the rear engines in the horizontal vector; These go from 0 degrees to 45 degrees, thus giving the extra push.
  • the engine adjusting mechanism for remotely operated submarine vehicles for engine thrust use operates a Remotely Operated Vehicle (ROV) with six engines: four engines with horizontal axis thrust and two engines with thrust the vertical axis; where the horizontal thrust motors have the possibility to rotate on an axis at an angle of 0 to 45 degrees and where the motors are located in the intermediate plate of rotation and adjustment of horizontal displacement motors (1 1), which allows the rotation and blocking of the motors according to the ecosystem or the environmental conditions to which the Remotely Operated Vehicle will be exposed.
  • ROV Remotely Operated Vehicle
  • the horizontal displacement motor rotation and adjustment intermediate plate (1 1) has four motors adjustable at an angle of 0 degrees to 45 degrees, the right front horizontal displacement motor (26) adjusts with screw on an angular graduation plate (27) having at one end a shaft hole (28) and at its opposite end a graduation hole (29); where the axle hole (28) is aligned with a right front axle hole (30) of the intermediate plate (1 1) with an axle (32) and the graduation hole (29) is adjusted with the snap closure ( 31) in a position between 0 degrees to 45 degrees in the right front angle graduation slot (33).
  • the left front horizontal displacement motor (34) is screwed onto an angular graduation plate (35) that has an axis hole (36) at one end and a graduation hole (37) at its opposite end; where the axle hole (36) is aligned with a left front axle hole (38) of the intermediate plate (1 1) with an axle (39) and the graduation hole (37) is adjusted with the snap closure ( 40) in a position between 0 degrees to 45 degrees in the left front angle graduation slot (41).
  • the right rear horizontal displacement motor (42) is adjusted with a screw on an angular graduation plate (43) having at one end a shaft hole (44) and at its opposite end a graduation hole (45); where the axle hole (44) is aligned with a right rear axle hole (46) of the intermediate plate (1 1) with an axis (47) and the graduation hole (45) is adjusted with the snap closure ( 48) in a position between 0 degrees to 45 degrees in the right rear angle graduation slot (49).
  • the left rear horizontal displacement motor (50) is screwed onto an angular graduation plate (51) having at one end a shaft hole (52) and at its opposite end a graduation hole (53); where the axle hole (52) is aligned with a left rear axle hole (54) of the intermediate plate (1 1) with an axle (55) and the graduation hole (53) is adjusted with the snap closure ( 56) in a position between 0 degrees to 45 degrees in the left rear angle graduation slot (57).
  • the relocation form of the motors is done manually, both in software and hardware.
  • the right side plate (13) and left side plate (14) in its central upper half (60) have a shaft hole (61) and a central angular graduation groove (62) that adjust the motors to two vertical displacement motors.
  • the right vertical travel motor (63) is adjusted on the right side plate (13) and the left vertical travel motor (64) is adjusted on the left side plate (14) by means of the shaft mechanism, a hole bore (61) and possible displacement in the central angular graduation groove (62).
  • the intermediate plate for rotation and adjustment of horizontal displacement motors (1 1) has cavities (66) for suction and expulsion of water from the left vertical displacement motor (64) and from the right vertical displacement motor (63).
  • the lower protection and structure plate (12) has lateral cavities (65) for expelling water from the left vertical displacement motor (64) and from the right vertical displacement motor (63); since the cavities (66) and cavities (65) are aligned in the adjustment mechanism of engines for remotely operated submarine vehicles (9).
  • the Software has two developments, depending on the navigation characteristics, the first position increases the capacity of the motor adjustment mechanism. for remotely operated underwater vehicles to navigate in adverse environmental conditions in the configuration shown in figure 6; where the angular graduation of the four horizontal displacement motors has a configuration for river displacement.
  • the right front horizontal displacement motor (26) and the left front horizontal displacement motor (34) are expelling water at 45 degrees
  • the right rear horizontal displacement motor (42) and the left rear horizontal displacement motor (50 ) are expelling water at 0 degrees.
  • the configuration shown in this figure increases the precision in movements under water, the second position of which is for moving at sea.
  • the right front horizontal displacement motor (26), the left front horizontal displacement motor (34), the right rear horizontal displacement motor (42) and the left rear horizontal displacement motor (50), i.e. the four motors horizontal displacement are expelling water at 45 degrees.
  • ROV Remote Operated Vehicle
  • the possibility of relocating the engines to take advantage of the thrust gives the ability to the engine adjustment mechanism for remotely operated underwater vehicles to take advantage of the thrust of engines to: 1. navigate in ecosystems with currents that would suspend the inspection activity underwater 2. have engine adjustment mechanism for remotely operated underwater vehicles to take advantage of engine thrust (9) (ROV - Remóte Operated Vehicle) with a size and weight of less than 50cmX40cmX35cm and 15Kg of weight since there is no need to oversize motors to compensate for thrust; 3. Carry out underwater inspection activities in places where there are no logistics or large research platforms thanks to the size of the engine adjustment mechanism for remotely operated underwater vehicles for the use of engine thrust (9) (ROV - Remóte Operated Vehicle ) that it is a determining quality; 4.
  • engine thrust 9

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  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
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  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)

Abstract

La presente invención pertenece al campo de buques u otras embarcaciones flotantes, sus equipos y medios de localización o recuperación de objetos sumergidos; específicamente relacionado con un equipo para permanecer bajo el agua, los medios para buscar objetos sumergidos con cámaras de buceo unidas mecánicamente a una base de tipo cerrado con control independiente de propulsión y de dirección que consiste en un submarino tipo Vehículo Operado Remotamente (ROV - Remote Operated Vehicle) con seis motores: cuatro motores con empuje en el eje horizontal y dos motores con empuje el eje vertical; donde los motores de empuje horizontal cuentan giran sobre un eje en un ángulo de 0 a 45 grados y donde los motores están ubicados en una estructura adicional que permite el giro y bloqueo de los motores según el ecosistema o las condiciones ambientales a las cuales el Vehículo Operado Remotamente va a ser expuesto).

Description

SISTEMA DE AJUSTE DE MOTORES PARA VEHÍCULOS SUBMARINOS DE OPERACIÓN REMOTA PARA APROVECHAMIENTO DE EMPUJE DE MOTORES SECTOR TECNOLOGICO
La presente invención pertenece al campo de buques u otras embarcaciones flotantes, sus equipos y medios de localización o recuperación de objetos sumergidos; específicamente relacionado con un equipo para permanecer o trabajar bajo el agua, los medios para buscar objetos sumergidos con cámaras de buceo unidas mecánicamente a una base de tipo cerrado con control independiente de propulsión y de dirección que consiste en un submarino tipo Vehículo Operado Remotamente (ROV - Remóte Operated Vehicle) con seis motores: cuatro motores con empuje en el eje horizontal y dos motores con empuje el eje vertical; donde los motores de empuje horizontal cuentan con la posibilidad de girar sobre un eje en un ángulo de 0 a 45 grados y donde los motores están ubicados en una estructura adicional que permite el giro y bloqueo de los motores según el ecosistema o las condiciones ambientales a las cuales el Vehículo Operado Remotamente va a ser expuesto. ESTADO DE LA TECNICA
En el estado de la técnica se conoce la solicitud de patente No. US20070283871 publicada el 13 de diciembre de 2007, que describe un vehículo operado a distancia (ROV - Remóte Operated Vehicle) tiene una forma generalmente rectangular y comprende un bastidor que tiene puertos y estribos 5, 6 dispuestos paralelamente entre sí, una base 7 y una plataforma 8. La plataforma 8 tiene un corte C en la parte delantera para acomodar una cámara. Solo ciertas partes del bastidor y los propulsores del vehículo se muestran en los dibujos para mejorar la comprensión de la invención. Normalmente, el vehículo se cargaría con otras piezas y accesorios que no son importantes para la invención y, por lo tanto, no se muestran en los dibujos. La plataforma 8 está apoyada por tirantes transversales que se extienden perpendicularmente entre los marcos laterales 5, 6, y lleva en su parte inferior cuatro propulsores dispuestos en cada esquina de la plataforma 8. Dos propulsores están dispuestos en el puerto delantero y en las esquinas de estribor, y se designan aquí como FP y FS respectivamente. Otros dos propulsores están dispuestos en el puerto trasero y en las esquinas de estribor y se designan aquí como RP y RS respectivamente. Los propulsores son bidireccionales y pueden operar en modo de avance o retroceso. Por ejemplo, el impulsor del propulsor RS se puede girar en el sentido de las agujas del reloj como se muestra con la flecha A en la FIG. 1 y cuando se opera de este modo puede dirigir el empuje a través de la abertura 5R en la placa lateral de estribor 5. Alternativamente, el impulsor puede operar en la dirección opuesta y dirigir el empuje a través de la parte trasera del vehículo. Un solo empujador T está dispuesto en el plano de la plataforma 8 para proporcionar empuje horizontal en cualquier dirección. Mientras, en la nueva invención el funcionamiento depende de la capacidad de los motores de desplazar el Vehículo Operado Remotamente (ROV - Remóte Operated Vehicle) el cuerpo de agua, a pesar de las condiciones ambientales de este.
También se encuentra la solicitud de patente No. WO2010123380 publicada el 28 de octubre de 2010, que proporciona un vehículo para uso bajo el agua que contiene una unidad de flotabilidad montada en la parte superior de un marco principal, y que dicha unidad de flotabilidad contiene al menos un propulsor, al menos una cámara y al menos una fuente de luz y que el marco principal contiene al menos dos propulsores y al menos un conjunto de herramientas o manipuladores y que el vehículo se caracteriza además por el hecho de que dicha unidad de flotabilidad y dicho bastidor principal pueden girar alrededor de su propio eje independiente entre sí, y que dichos al menos dos propulsores montados en dicho bastidor principal pueden girar alrededor de su eje propio y que dichos impulsores, montados en dicho bastidor principal, se montan en una junta circular que puede girar alrededor de su propio eje. Por su parte, la nueva invención Los motores están ubicados en un eje sobre el cual giran, en posiciones de 0Q grados y 45Q grados. Igualmente se conoce la solicitud de patente No US5947051 publicada el 04 de junio de 1964, que describe Un vehículo propulsado por robótica subacuática autopropulsado de superficie capaz de navegar a través de un volumen de agua y de adherirse a una superficie subacuática y de atravesar la superficie. El vehículo tiene un cuerpo principal con una cámara de succión interior y un impulsor accionado por motor dispuesto en la cámara para extraer el agua a través del extremo inferior de la cámara y expulsarlo por el extremo superior, creando así una fuerza de presión negativa en el extremo inferior para mantener El vehículo en contacto con la superficie submarina. Los propulsores en el cuerpo principal permiten que el vehículo sea conducido a través de un volumen de agua antes y después del acoplamiento a la superficie submarina, así como para mantener la estación en el agua para tareas e inspecciones. El vehículo puede estar provisto de un recinto de evacuación para proporcionar un entorno para la realización de tareas y con dispositivos y herramientas de medición e inspección para la limpieza, soldadura y otras tareas submarinas del casco. Mientras, la nueva invención no se enfoca adicionarse al casco de la embarcación u otras estructuras artificiales sumergidas.
Se encuentra en el estado del arte la solicitud de patente No. EP3037340 publicada 26 de diciembre de 2014, que describe un vehículo submarino que comprende una estructura (1 1 ) que sostiene seis propulsores (12), cada uno de los cuales define un vector de empuje. El vector de empuje de cada uno de los seis propulsores (12) está orientado de la siguiente manera: un primer vector de empuje y un segundo vector de empuje están dispuestos en los planos primero y segundo respectivos, siendo dichos planos primero y segundo paralelos entre sí; un tercer vector de empuje y un cuarto vector de empuje están dispuestos en los respectivos planos tercero y cuarto, siendo dichos planos tercero y cuarto paralelos entre sí y perpendiculares a dichos planos primero y segundo; y un quinto vector de empuje y un sexto vector de empuje están dispuestos en los respectivos planos quinto y sexto, siendo dichos planos quinto y sexto paralelos entre sí y perpendiculares a dichos planos primero, segundo, tercero y cuarto, de modo que el vehículo puede moverse De forma controlada a lo largo de sus 6 grados espaciales de libertad. Un sistema que comprende un vehículo submarino y un centro de control desde el que se controla el vehículo. Mientras, en la nueva invención el sistema de empuje está ubicado sobre la placa horizontal, los
motores están en 4 esquinas de la placa de aluminio generando así los ejes de movimiento Derecha, izquierda, adelante, atrás y desplazamiento lateral, adicional a
esto el equipo cuenta con 2 motores para el movimiento en el eje.
Se encuentra en el estado del arte la solicitud de patente No. CN104002942 publicada 09 de junio de 2014, que describe un micro sumergible autónomo, y pertenece al campo de los sumergibles no tripulados y los robots submarinos. El sumergible micro autónomo está compuesto por un módulo de comunicación (1 ), un módulo de detección (2), un módulo de navegación (3), un módulo de visión (4), un módulo de propulsión (5), un módulo de control (6), un módulo central (7), un paquete de baterías (8) y una carcasa principal (9), en donde el módulo de comunicación (1 ), el módulo de detección (2), el módulo de navegación (3), el módulo de visión (4) y el el módulo de control (6) se coordina entre sí para completar las tareas programadas bajo la gestión unificada del módulo central (7); el módulo de propulsión (5) es controlado por el módulo de control para completar las acciones de flotación, avance o retroceso. El módulo de comunicación (1 ), el módulo de detección (2), el módulo de navegación (3), el módulo de visión (4), el módulo de propulsión (5), el módulo de control (6) y el módulo central (7) son todos dispuestos en la carcasa principal (9) y alimentados por la batería (8). El sumergible tiene las ventajas de propiedad oculta, movilidad, inteligencia, bajo costo y similares, y es capaz de realizar trabajos a larga distancia, aplicables a los campos de la arqueología subacuática, exploración subacuática y similares, y un amplio rango de aplicaciones. Por su parte, la nueva invención cuenta con 6 motores para el desplazamiento, la arquitectura busca dar la posibilidad al Vehículo Operado Remotamente (ROV - Remóte Operated Vehicle) de recibir paquetes tecnológicos. Estos motores confieren al Vehículo Operado Remotamente (ROV - Remóte Operated Vehicle) la posibilidad de tener movimientos precisos y aproximaciones a los objetos de estudio.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Se ha desarrollado un submarino Vehículo Operado Remotamente (ROV - Remóte Operated Vehicle) que supera la barrera de los 40 metros con un tiempo de funcionamiento promedio de 4 horas, disminuyendo los riesgos asociados a las actividades de buceo como las enfermedades de descompresión. La invención es un mecanismo de ajuste de motores para vehículos submarinos de operación remota para aprovechamiento de empuje de motores que cuenta con un diseño portable, ligero y fácil de desplegar dado que se adecúa a las embarcaciones disponibles en el contexto local, gracias a que su tamaño no supera los 50cmX40cmX35cm y 15Kg de peso, permitiendo desplegarlo desde casi cualquier embarcación. El monitoreo de diferentes ecosistemas supone alta capacidad operativa de los equipos, generando esto la incapacidad de operar en condiciones ambientales adversas como corrientes marinas o fluviales muy fuertes, por lo cual el mecanismo de ajuste de motores para vehículos submarinos de operación remota desarrollado tiene la posibilidad de reubicar los motores para sacar mayor provecho a su fuerza de empuje dando la posibilidad de ser operado en los ecosistemas de mar, río, lagos, represas, lagunas y estuarios; con condiciones ambientales adversas.
Descripción de figuras:
Figura 1 : Muestra una vista general del mecanismo de ajuste de motores para vehículos submarinos de operación remota Figura 2: Muestra una vista superior de la placa intermedia donde se acoplan los cuatro motores de desplazamiento horizontal, con las cuatro ranuras de graduación angular en sus extremos.
Figura 3: Muestra una vista superior del mecanismo de ajuste de motores para vehículos submarinos de operación remota con su cubierta de protección.
Figura 4: Muestra una vista lateral del mecanismo de ajuste de motores para vehículos submarinos de operación remota donde se aprecian los motores de desplazamiento horizontal y una ranura intermedia de graduación angular.
Figura 5: Muestra un despiece de la placa intermedia con los motores de desplazamiento horizontal, su placa graduación angular, su eje de rotación de placa de motor y su cierre de presión que se ajusta sobre la ranura de graduación angular.
Figura 6: Muestra una representación de la graduación angular de los cuatro motores de desplazamiento horizontal del mecanismo de ajuste de motores para vehículos submarinos en ejecución de primera posición para desplazamiento en rio.
Figura 7: Muestra una representación de la graduación angular de los cuatro motores de desplazamiento horizontal del mecanismo de ajuste de motores para vehículos submarinos en ejecución de segunda posición para desplazamiento en mar.
Figura 8: Muestra una representación de ejecución del mecanismo de ajuste de motores para vehículos submarinos de operación remota donde se aprecian la batería externa y mecanismos de control remoto.
La unidad estructural del mecanismo de ajuste de motores para vehículos submarinos de operación remota (9) está compuesta por un software y su electrónica, hardware de estructura física y componentes a prueba de agua, motores, aparatos de control y procesamiento adicionales como computadores.
A nivel de hardware, la estructura física está construida en aluminio de 8mm maquinado en fresadora de control numérico, se compone de cinco cuerpos, tres cuerpo horizontales: una cubierta de protección superior horizontal (10), una placa intermedia de rotación y ajuste de motores de desplazamiento horizontal (1 1 ), una placa inferior de protección y estructura (12); con dos cuerpos verticales laterales: una placa lateral derecha (13) y una placa lateral izquierda (14); donde los cinco cuerpos están unidos con uniones roscadas internas de 5 mm por 2.54cm (1 pulgada) y 0.635cm (¼ pulgada) de largo, avellanados tipo de rosca“bristol”, rosca“alien” o“L” y tornillo.
La placa lateral derecha (13) y placa lateral izquierda (14) tienen simetría, con orificios (58) en cada uno de sus cuadrantes para expulsión de agua y perforaciones (59) para las uniones roscadas con los tres cuerpos horizontales.
En aluminio de 8mm están elaborados las placas graduación angular de los motores los cuales permiten la movilidad de los motores y reubicación, que giran sobre un eje de rotación barriendo ángulos de 0 grados a 45 grados, contando así con dos posiciones por motor. Los sistemas de bloqueo en posición de los motores se hacen a través de cierre tipo “puntilla de bicicleta” o “skewer” manuales.
El flotador está elaborado con poli estireno expandido de alta densidad recubierto con fibra de vidrio, modelado piezas de flotador (67) las cuales se aseguran a la estructura a través de tornillos a la placa lateral derecha (13), a la placa lateral izquierda (14) y la una cubierta de protección superior horizontal (10).
La placa intermedia de rotación y ajuste de motores de desplazamiento horizontal (1 1 ) tiene en su parte superior los encerramientos para la electrónica, conformados por una capsula (15) con cúpula transparente (16), son elaborados en aluminio la sección cilindrica de la cápsula (15) y acrílico de 5mm la cúpula transparente (16) con empaques de unión tipo“Oring”. La electrónica integrando diferentes sensores (17) ubicados sobre una placa de programación simple (18), servo-motores (19) y cámara (23).
Los motores cuentan con controlador de velocidad externo en el mecanismo de control (20), y sujetos a la placa intermedia de rotación y ajuste de motores de desplazamiento horizontal (1 1 ) en su parte superior tiene aparatos de iluminación (22).
Funciona con dos tipos de alimentación, una alimentación con batería integrada (24) y una alimentación externa con batería externa (21 ). La batería externa (21 ) se ubica en barca de operación (25) da la capacidad al submarino a llegar a una profundidad máxima de 40 metros con 6 horas de autonomía, mientras que la batería integrada (24) aumenta la profundidad a 80 metros, pero disminuye la autonomía a 3 horas.
El mecanismo de ajuste de motores para vehículos submarinos de operación remota (9) busca aprovechar la fuerza de los motores reubicando el vector de empuje de los motores, de esta manera el mecanismo de ajuste de motores para vehículos submarinos de operación remota (9) cuenta con dos configuraciones, esto con el fin de dar al submarino la posibilidad de navegar en diferentes condiciones ambientales, sin que se vean afectadas sus capacidades operativas. Las configuraciones para navegación difieren principalmente en la fuerza que resulta de la reubicación dos de los motores posteriores en el vector horizontal; estos pasan de 0 grados a 45 grados, dando así el empuje adicional.
El mecanismo de ajuste de motores para vehículos submarinos de operación remota para aprovechamiento de empuje de motores (9) opera un Vehículo Operado Remotamente (ROV - Remóte Operated Vehicle) con seis motores: cuatro motores con empuje en el eje horizontal y dos motores con empuje el eje vertical; donde los motores de empuje horizontal cuentan con la posibilidad de girar sobre un eje en un ángulo de 0 a 45 grados y donde los motores están ubicados en la placa intermedia de rotación y ajuste de motores de desplazamiento horizontal (1 1 ), que permite el giro y bloqueo de los motores según el ecosistema o las condiciones ambientales a las cuales el Vehículo Operado Remotamente va a ser expuesto.
Como se muestra en la figura 5, la placa intermedia de rotación y ajuste de motores de desplazamiento horizontal (1 1 ) tiene cuatro motores graduadles en ángulo de 0 grados a 45 grados, el motor de desplazamiento horizontal delantero derecho (26) se ajusta con tornillo sobre una placa graduación angular (27) que tiene en un extremo un oricio de eje (28) y en su extremo opuesto un orificio de graduación (29); donde el orificio de eje (28) está alineado con un orificio de eje delantero derecho (30) de la placa intermedia (1 1 ) con un eje (32) y el orificio de graduación (29) se ajusta con el cierre a presión (31 ) en una posición entre 0 grados a 45 grados en la ranura de graduación angular delantera derecha (33).
El motor de desplazamiento horizontal delantero izquierdo (34) se ajusta con tornillo sobre una placa graduación angular (35) que tiene en un extremo un oricio de eje (36) y en su extremo opuesto un orificio de graduación (37); donde el orificio de eje (36) está alineado con un orificio de eje delantero izquierdo (38) de la placa intermedia (1 1 ) con un eje (39) y el orificio de graduación (37) se ajusta con el cierre a presión (40) en una posición entre 0 grados a 45 grados en la ranura de graduación angular delantera izquierda (41 ).
El motor de desplazamiento horizontal trasero derecho (42) se ajusta con tornillo sobre una placa graduación angular (43) que tiene en un extremo un oricio de eje (44) y en su extremo opuesto un orificio de graduación (45); donde el orificio de eje (44) está alineado con un orificio de eje trasero derecho (46) de la placa intermedia (1 1 ) con un eje (47) y el orificio de graduación (45) se ajusta con el cierre a presión (48) en una posición entre 0 grados a 45 grados en la ranura de graduación angular trasera derecha (49). El motor de desplazamiento horizontal trasero izquierdo (50) se ajusta con tornillo sobre una placa graduación angular (51 ) que tiene en un extremo un oricio de eje (52) y en su extremo opuesto un orificio de graduación (53); donde el orificio de eje (52) está alineado con un orificio de eje trasero izquierdo (54) de la placa intermedia (1 1 ) con un eje (55) y el orificio de graduación (53) se ajusta con el cierre a presión (56) en una posición entre 0 grados a 45 grados en la ranura de graduación angular trasera izquierda (57).
La forma reubicación de los motores se hace de manera manual, tanto en el software y el hardware.
La placa lateral derecha (13) y placa lateral izquierda (14) en su mitad superior central (60) tienen un orificio eje (61 ) y una ranura de graduación angular central (62) que ajustan los motores dos motores de desplazamiento vertical. El motor de desplazamiento vertical derecho (63) se ajusta en la placa lateral derecha (13) y el motor de desplazamiento vertical izquierdo (64) se ajusta a la placa lateral izquierda (14) mediante el mecanismo de eje un orificio eje (61 ) y posible desplazamiento en ranura de graduación angular central (62). La placa intermedia de rotación y ajuste de motores de desplazamiento horizontal (1 1 ) tiene unas cavidades (66) para succión y expulsión de agua del motor de desplazamiento vertical izquierdo (64) y del motor de desplazamiento vertical derecho (63). De igual manera la placa inferior de protección y estructura (12) tiene unas cavidades (65) laterales para expulsión de agua del motor de desplazamiento vertical izquierdo (64) y del motor de desplazamiento vertical derecho (63); ya que las cavidades (66) y cavidades (65) se encuentran alineadas en el mecanismo de ajuste de motores para vehículos submarinos de operación remota (9). El Software cuenta con dos desarrollos, según las características de navegación la primera posición aumenta la capacidad del mecanismo de ajuste de motores para vehículos submarinos de operación remota a navegar en condiciones ambientales adversas en la configuración mostrada en la figura 6; donde la graduación angular de los cuatro motores de desplazamiento horizontal tiene una configuración para desplazamiento en rio. El motor de desplazamiento horizontal delantero derecho (26) y el motor de desplazamiento horizontal delantero izquierdo (34) están expulsando agua a 45 grados, mientras que el motor de desplazamiento horizontal trasero derecho (42) y el motor de desplazamiento horizontal trasero izquierdo (50) están expulsando agua a 0 grados.
Como se muestra en la figura 7, la configuración mostrada en esta figura aumenta la precisión en los movimientos bajo el agua, cuya segunda posición es para deslazamiento en mar. El motor de desplazamiento horizontal delantero derecho (26), el motor de desplazamiento horizontal delantero izquierdo (34), el motor de desplazamiento horizontal trasero derecho (42) y el motor de desplazamiento horizontal trasero izquierdo (50), es decir, los cuatro motores de desplazamiento horizontal están expulsando agua a 45 grados.
Ambas configuraciones mostradas en la figura 6 y figura 7 dan mecanismo de ajuste de motores para vehículos submarinos de operación remota seis ejes de movimiento.
Las actividades de inspección de ecosistemas sumergidos a través utilizando mecanismo de operación remota, dependen de las capacidades del equipo para sortear las condiciones y características ambientales del ecosistema en el cual ser usado. Una de las principales razones por la cual se cancelan expediciones o exploraciones en entorno submarino, son las corrientes ya sean marinas o fluviales, estas suponen un alto desempeño del vehículo con mecanismo de operación remota (9) y de lo contrario estas deberán ser canceladas. Gran parte de los vehículos con mecanismo de operación remota (ROV - Remóte Operated Vehicle) existentes cuentan con motores ubicados que generan empuje sobre un solo eje, generando esto que: 1. Se utilicen motores de mayor tamaño para sobre pasar este problema; 2. Se ejecuten con mecanismo de operación remota (ROV - Remóte Operated Vehicle) de mayor tamaño y peso que 50cmX40cmX35cm y 15Kg de peso y; 3. aumentando la logística en el desarrollo de la actividad.
La posibilidad de reubicar los motores para aprovechar el empuje, da la capacidad al mecanismo de ajuste de motores para vehículos submarinos de operación remota para aprovechamiento de empuje de motores de: 1. navegar en ecosistemas con corrientes que supondrían la suspensión de la actividad de inspección submarina; 2. tener mecanismo de ajuste de motores para vehículos submarinos de operación remota para aprovechamiento de empuje de motores (9) (ROV - Remóte Operated Vehicle) con tamaño y peso inferior de 50cmX40cmX35cm y 15Kg de peso ya que no hay la necesidad de sobre dimensionar los motores para compensar el empuje; 3. Desarrollar actividades de inspección submarina en lugares donde no se cuente con logística o grandes plataformas de investigación gracias al tamaño del mecanismo de ajuste de motores para vehículos submarinos de operación remota para aprovechamiento de empuje de motores (9) (ROV - Remóte Operated Vehicle) que es una cualidad determinante; 4. Establecer dos tipos de posiciones, donde el mecanismo de ajuste de motores para vehículos submarinos de operación remota para aprovechamiento de empuje de motores (9) (ROV - Remóte Operated Vehicle) cuenta con dos configuraciones, cada una de estas configuraciones responden a las necesidades de navegación requeridas en el ecosistema a monitorear; una primera posición genera una navegación de 6 ejes y permite mayor fluidez y precisión de los movimientos; 5. una segunda posición que aumenta la capacidad de navegar en contra de corrientes fuertes por a la configuración y forma del equipo es posible adicionar y retirar paquetes tecnológicos como brazos, sensores, cámaras y otros accesorios. Estás características buscan garantizar que el mecanismo de ajuste de motores para vehículos submarinos de operación remota para aprovechamiento de empuje de motores (9) (ROV - Remóte Operated Vehicle) opere en condiciones ambientales adversas, esto es garantizando gracias a su tamaño, forma y la logística necesaria para su operación.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Mecanismo de ajuste de motores para vehículos submarinos de operación remota (9) CARACTERIZADO por estructura física con tamaño inferior de 50cmX40cmX35cm y peso inferior de 15Kg construida con cinco cuerpos, tres cuerpos horizontales que son: una cubierta de protección superior horizontal (10), una placa intermedia de rotación y ajuste de motores de desplazamiento horizontal (1 1 ), una placa inferior de protección y estructura (12); y con dos cuerpos verticales laterales que son: una placa lateral derecha (13) y una placa lateral izquierda (14) unidos por tornillo; donde la placa lateral derecha (13) y placa lateral izquierda (14) tienen simetría, con dicha placa lateral derecha (13) ajustada a un motor de desplazamiento vertical derecho (63) y dicha placa lateral izquierda (14) ajustada a un motor de desplazamiento vertical izquierdo (64), con orificios (58) en cada uno de sus cuadrantes para expulsión de agua y perforaciones (59) para las uniones roscadas con los tres cuerpos horizontales; donde la cubierta de protección superior horizontal (10) está unida con tornillos a piezas de flotador (67) que a su vez se unen a la placa lateral derecha (13) y con la placa lateral izquierda (14); donde la placa intermedia de rotación y ajuste de motores de desplazamiento horizontal (1 1 ) tiene en su parte superior los encerramientos para la electrónica, conformados por una capsula (15) con cúpula transparente (16), sensores (17) ubicados sobre una placa de programación simple (18), servo-motores (19), cámara (23) y aparatos de iluminación (22), y en la parte inferior de la placa intermedia de rotación y ajuste de motores de desplazamiento horizontal (1 1 ) tiene cuatro motores graduadles en ángulo de 0 grados a 45 grados ajustados con tornillo sobre una placa graduación angular que se unen en uno de sus extremos con un orificio de graduación de la placa intermedia de rotación y ajuste de motores de desplazamiento horizontal (1 1 ).
2. Mecanismo de ajuste de motores para vehículos submarinos de operación remota CARACTERIZADO porque la placa intermedia de rotación y ajuste de motores de desplazamiento horizontal (1 1 ) tiene un motor de desplazamiento horizontal delantero derecho (26) que se ajusta con tornillo sobre una placa graduación angular (27) que tiene en un extremo un oricio de eje (28) y en su extremo opuesto un orificio de graduación (29); donde el orificio de eje (28) está alineado con un orificio de eje delantero derecho (30) de la placa intermedia (1 1 ) con un eje (32) y el orificio de graduación (29) se ajusta con el cierre a presión (31 ) en una posición entre 0 grados a 45 grados en la ranura de graduación angular delantera derecha (33).
3. Mecanismo de ajuste de motores para vehículos submarinos de operación remota CARACTERIZADO porque la placa intermedia de rotación y ajuste de motores de desplazamiento horizontal (1 1 ) tiene un motor de desplazamiento horizontal delantero izquierdo (34) que se ajusta con tornillo sobre una placa graduación angular (35) que tiene en un extremo un oricio de eje (36) y en su extremo opuesto un orificio de graduación (37); donde el orificio de eje (36) está alineado con un orificio de eje delantero izquierdo (38) de la placa intermedia (1 1 ) con un eje (39) y el orificio de graduación (37) se ajusta con el cierre a presión (40) en una posición entre 0 grados a 45 grados en la ranura de graduación angular delantera izquierda (41 ).
4. Mecanismo de ajuste de motores para vehículos submarinos de operación remota CARACTERIZADO porque la placa intermedia de rotación y ajuste de motores de desplazamiento horizontal (1 1 ) tiene un motor de desplazamiento horizontal trasero derecho (42) que se ajusta con tornillo sobre una placa graduación angular (43) que tiene en un extremo un oricio de eje (44) y en su extremo opuesto un orificio de graduación (45); donde el orificio de eje (44) está alineado con un orificio de eje trasero derecho (46) de la placa intermedia (1 1 ) con un eje (47) y el orificio de graduación (45) se ajusta con el cierre a presión (48) en una posición entre 0 grados a 45 grados en la ranura de graduación angular trasera derecha (49).
5. Mecanismo de ajuste de motores para vehículos submarinos de operación remota CARACTERIZADO porque la placa intermedia de rotación y ajuste de motores de desplazamiento horizontal (1 1 ) tiene un motor de desplazamiento horizontal trasero izquierdo (50) que se ajusta con tornillo sobre una placa graduación angular (51 ) que tiene en un extremo un oricio de eje (52) y en su extremo opuesto un orificio de graduación (53); donde el orificio de eje (52) está alineado con un orificio de eje trasero izquierdo (54) de la placa intermedia (1 1 ) con un eje (55) y el orificio de graduación (53) se ajusta con el cierre a presión (56) en una posición entre 0 grados a 45 grados en la ranura de graduación angular trasera izquierda (57).
6. Mecanismo de ajuste de motores para vehículos submarinos de operación remota CARACTERIZADO porque la placa intermedia de rotación y ajuste de motores de desplazamiento horizontal (1 1 ) tiene unas cavidades (66) para succión y expulsión de agua del motor de desplazamiento vertical izquierdo (64) y del motor de desplazamiento vertical derecho (63)
7. Mecanismo de ajuste de motores para vehículos submarinos de operación remota CARACTERIZADO porque la placa inferior de protección y estructura (12) tiene unas cavidades (65) laterales para expulsión de agua del motor de desplazamiento vertical izquierdo (64) y del motor de desplazamiento vertical derecho (63); donde las cavidades (66) y cavidades (65) se encuentran alineadas en el mecanismo de ajuste de motores para vehículos submarinos de operación remota
8. Mecanismo de ajuste de motores para vehículos submarinos de operación remota CARACTERIZADO porque el mecanismo de ajuste de motores para vehículos submarinos de operación remota (9) tiene una alimentación con batería integrada (24) y una alimentación externa con batería externa (21 ); donde la batería externa (21 ) se ubica en barca de operación (25) junto con el control remoto (20) que tiene controlador de velocidad externo.
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