RU207022U1 - Autonomous underwater vehicle with bionic propellers - Google Patents
Autonomous underwater vehicle with bionic propellers Download PDFInfo
- Publication number
- RU207022U1 RU207022U1 RU2020128746U RU2020128746U RU207022U1 RU 207022 U1 RU207022 U1 RU 207022U1 RU 2020128746 U RU2020128746 U RU 2020128746U RU 2020128746 U RU2020128746 U RU 2020128746U RU 207022 U1 RU207022 U1 RU 207022U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- underwater vehicle
- bionic
- propellers
- underwater
- vision system
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- B63G8/08—Propulsion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Toys (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области робототехники, а именно к подводным роботам, предназначенным для решения задач, возникающих при исследовании тяжело проходимых мест в водоемах, в нефтедобывающей промышленности и подводной археологии.Автономный подводный аппарат с бионическими движителями, содержащий корпус обтекаемой формы, снаружи которого по бортам располагаются цельные крылоподобные гидродинамические поверхности, выполненные из гибкой водоотталкивающей ткани, на корме пара ластообразных гидродинамических поверхностей. Для выполнения различных задач в память робота загружается определенный алгоритм, включающий в себя примитивные маршрут и карту местности в районе поставленной задачи, или ведется дистанционное управление оператором с судна сопровождения. Система навигации совместно с системой технического зрения позволяет отслеживать перемещения подводного аппарата и удерживать заданную позицию. Тем самым обеспечивается перемещение автономного подводного аппарата с бионическими движителями в любом направлении в толще водоема, а унифицированный разъем позволяет закрепить на подводном аппарате различное навесное оборудование, что расширяет возможности его применения в различных сферах. 3 ил.The utility model relates to the field of robotics, namely to underwater robots designed to solve problems arising in the study of hard-to-pass places in water bodies, in the oil industry and underwater archeology. there are one-piece wing-like hydrodynamic surfaces made of flexible water-repellent fabric, at the stern of a pair of flipper-like hydrodynamic surfaces. To perform various tasks, a certain algorithm is loaded into the robot's memory, which includes a primitive route and a map of the area in the area of the task, or the operator is remotely controlled from the escort vessel. The navigation system together with the technical vision system allows tracking the movements of the underwater vehicle and holding a given position. This ensures the movement of an autonomous underwater vehicle with bionic propellers in any direction in the thickness of the reservoir, and the unified connector allows various attachments to be attached to the underwater vehicle, which expands the possibilities of its application in various fields. 3 ill.
Description
Полезная модель относится к области робототехники, а именно к подводным роботам, предназначенным для решения задач, возникающих при исследовании тяжело проходимых мест в водоемах, в нефтедобывающей промышленности и подводной археологии.The utility model relates to the field of robotics, namely to underwater robots designed to solve problems arising in the study of hard-to-pass places in water bodies, in the oil industry and underwater archeology.
Известно устройство «Подводный бионический робот» - аналог (Патент RU №187 808, МПК В63С 11/00, B63G 8/08, заявка №2018147649 от 31.12.2018 г., Бюл. №8 от 19.03.2019 г.), включающий корпус, мотор-редуктор, кулачковый механизм, соединенный с хвостом.Known device "Underwater bionic robot" - an analogue (Patent RU No. 187 808, IPC В63С 11/00, B63G 8/08, application No. 2018147649 dated 31.12.2018, Bul. No. 8 dated 19.03.2019), including body, gear motor, cam mechanism connected to the tail.
Недостатком технического устройства являются малая точность передвижения, высокое взаимовлияние инерционности хвоста на корпус, что делает невозможным установку на подводного робота системы технического зрения.The disadvantage of the technical device is the low accuracy of movement, the high mutual influence of the inertia of the tail on the body, which makes it impossible to install a vision system on an underwater robot.
Известно устройство «Движитель подводного судна» - прототип (Патент RU №2 629 474, МПК B63G 8/00, B63G 8/08, заявка №2016134394 от 22.08.2016 г., Бюл. №25 от 29.08.2017 г.), включающий корпус обтекаемой формы, снаружи которого располагаются ласто- или крылоподобные гидродинамические поверхности, данный подводный аппарат приводится в движении за счет установленного внутри корпуса маховика, который передает вращение на сам корпус.Known device "Propeller of a submarine vessel" - a prototype (Patent RU No. 2 629 474, IPC B63G 8/00, B63G 8/08, application No. 2016134394 dated 08.22.2016, Bul. No. 25 dated 08.29.2017), including a streamlined body, outside of which there are fus- or wing-like hydrodynamic surfaces, this underwater vehicle is driven by a flywheel installed inside the body, which transmits rotation to the body itself.
Недостатком такого устройства является постоянное вращение корпуса при движении, что затрудняет установку системы технического зрения, низкая маневренность, меньший коэффициент полезного действия гидродинамических поверхностей, так как они не объединены в цельную гидродинамическую поверхность, отсутствие унифицированного разъема для дополнительной полезной нагрузки.The disadvantage of such a device is the constant rotation of the body during movement, which complicates the installation of the vision system, low maneuverability, lower efficiency of hydrodynamic surfaces, since they are not combined into a single hydrodynamic surface, the absence of a unified connector for additional payload.
Задачами предлагаемого технического решения являются: повышение маневренности подводного аппарата за счет цельной гидродинамической поверхности крылоподобных движителей, а также установки кормовых ластоподобных движителей, улучшение разведки толщи водоема, подводного дна за счет установки системы технического зрения, состоящей из подсветки и стереопары, улучшение навигационных свойств подводного робота за счет установки акселерометров и магнитометрических датчиков, расширение дополнительных возможностей и сфер применения подводного аппарата за счет унифицированного разъема для закрепления различного навесного оборудования и полезного груза.The objectives of the proposed technical solution are: increasing the maneuverability of the underwater vehicle due to the integral hydrodynamic surface of the wing-like propellers, as well as the installation of aft flipper-like propellers, improving the reconnaissance of the reservoir, the underwater bottom due to the installation of a vision system consisting of a backlight and a stereo pair, improving the navigation properties of the underwater robot by installing accelerometers and magnetometric sensors, expanding additional capabilities and areas of application of the underwater vehicle due to a unified connector for securing various attachments and payload.
Решение поставленных задач достигается тем, что в предложенной конструкции подводного аппарата присутствует две крылоподобных гидродинамических поверхностей, расположенных по бортам снаружи корпуса обтекаемой формы и приводимых в движение выходными звеньями привода главного движения, электромоторы которого располагаются поперечно внутри корпуса, и валы электродвигателей находятся в одной плоскости, и две ластоподобных гидродинамических поверхностей, расположенных снаружи на корме корпуса подводного аппарата и приводимых в движение выходными валами привода стабилизации, электромоторы которого располагаются продольно внутри корпуса и валы электродвигателей находятся в одной плоскости. Система технического зрения установлена в передней части подводного аппарата внутри корпуса, снизу корпуса установлена подсветка системы технического зрения. Унифицированный разъем для крепления навесного оборудования располагается снаружи снизу корпуса, для питания и информационного обмена выведен герморазъем снаружи корпуса. Навигационная система установлена внутри корпуса и включает в себя несколько акселерометров и пару магнитометрических датчиков.The solution to the tasks is achieved by the fact that in the proposed design of the underwater vehicle there are two wing-like hydrodynamic surfaces located on the sides outside the streamlined body and driven by the output links of the main motion drive, the electric motors of which are located transversely inside the body, and the shafts of the electric motors are in the same plane, and two fin-like hydrodynamic surfaces located outside at the stern of the body of the underwater vehicle and driven by the output shafts of the stabilization drive, the electric motors of which are located longitudinally inside the body and the shafts of the electric motors are in the same plane. The vision system is installed in the front part of the underwater vehicle inside the hull, and the vision system illumination is installed at the bottom of the hull. A unified connector for attaching attachments is located outside the bottom of the housing, for power supply and information exchange, a hermetic connector is brought out from the outside of the housing. The navigation system is installed inside the case and includes several accelerometers and a pair of magnetometric sensors.
Сущность технического решения предложенной полезной модели поясняется чертежами, на которых изображены: на фиг. 1 - общий главный вид автономного подводного аппарата с бионическими движителями, на фиг. 2 - общий вид сверху, на фиг. 3 - общий вид снизу.The essence of the technical solution of the proposed utility model is illustrated by drawings, which depict: Fig. 1 is a general main view of an autonomous underwater vehicle with bionic propellers, FIG. 2 is a general top view, FIG. 3 is a general bottom view.
Автономный подводный аппарат с бионическими движителями (фиг. 1-3), содержащий корпус обтекаемой формы 1, снаружи которого по бортам располагаются цельные крылоподобные гидродинамические поверхности 2, выполненные из гибкой водоотталкивающей ткани, на корме пара ластообразных гидродинамических поверхностей 3. Внутри корпуса 1 располагаются устройство подсистемы стабилизации, состоящее из сервоприводов 4 и механических передач 5, передающих вращение на выходной вал, на котором закреплены ластообразные гидродинамические поверхности 3, привод главного движения, состоящий из сервоприводов 6 и механических передач 7, передающих вращение на выходные звенья 8, которые соединены между собой гибкой водоотталкивающей тканью 2, система технического зрения, состоящая из стереопары 9, закрепленной на выходном валу привода поворота системы технического зрения, включающего электромотор 10, механическую передачу 11, датчик положения вала электродвигателя 12, блок аккумуляторных батарей 13, система управления 14 автономным подводным аппаратом с бионическими движителями. Сверху корпуса располагается технологический люк 15 и ухо 16 для зацепления буксировочного троса. Снизу корпуса установлены система освещения 17 для системы технического зрения и унифицированный разъем 18 для установки различного навесного оборудования.An autonomous underwater vehicle with bionic propellers (Fig. 1-3), containing a
Автономный подводный аппарат с бионическими движителями (фиг. 1-3) функционирует следующим образом. Для выполнения различных задач в память робота загружается определенный алгоритм, включающий в себя примитивные маршрут и карту местности в районе поставленной задачи, или ведется дистанционное управление оператором с судна сопровождения. В ходе выполнения загруженного алгоритма обход различных препятствий как стационарных, так динамических, выполняется благодаря системе технического зрения, которая также позволяет следить за объектом интереса, благодаря приводу поворота системы технического зрения. Выходные звенья 8 создают своим перемещением такую форму из крылоподобных гидродинамических поверхностей, образованных гибкой тканью 2, которая задана строго определенной функцией и рассчитывается системой адаптивного управления. Задние ластообразные гидродинамические поверхности 3 приводятся в движение сервоприводами 4 через механические передачи 5, что позволяет изменять вектор тяги подводного аппарата без участия привода главного движения. На выходные звенья 8 привода главного движения передается разнонаправленное вращение с возможностью удержания позиции от сервоприводов 6 через механические передачи 7. Система навигации совместно с системой технического зрения позволяет отслеживать перемещения подводного аппарата и удерживать заданную позицию. Тем самым обеспечивается перемещение автономного подводного аппарата с бионическими движителями в любом направлении в толще водоема, а унифицированный разъем позволяет закрепить на подводном аппарате различное навесное оборудование, что расширяет возможности его применения в различных сферах.An autonomous underwater vehicle with bionic propellers (Fig. 1-3) operates as follows. To perform various tasks, a certain algorithm is loaded into the robot's memory, which includes a primitive route and a map of the area in the area of the task, or the operator is remotely controlled from the escort vessel. During the execution of the loaded algorithm, the bypass of various obstacles, both stationary and dynamic, is performed thanks to the vision system, which also allows you to follow the object of interest, thanks to the rotation drive of the vision system. The output links 8 create by their movement such a shape from the wing-like hydrodynamic surfaces formed by the
Готовность предложенного технического устройства к опытной проверке рабочего макета подтверждается наличием: чертежей технических решений, необходимых материалов, цифровой вычислительной аппаратуры, а также оптико-электронной аппаратуры.The readiness of the proposed technical device for an experimental test of the working model is confirmed by the presence of: drawings of technical solutions, necessary materials, digital computing equipment, as well as optoelectronic equipment.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020128746U RU207022U1 (en) | 2020-08-30 | 2020-08-30 | Autonomous underwater vehicle with bionic propellers |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020128746U RU207022U1 (en) | 2020-08-30 | 2020-08-30 | Autonomous underwater vehicle with bionic propellers |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU207022U1 true RU207022U1 (en) | 2021-10-06 |
Family
ID=78000502
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020128746U RU207022U1 (en) | 2020-08-30 | 2020-08-30 | Autonomous underwater vehicle with bionic propellers |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU207022U1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
UA49237A (en) * | 2001-09-10 | 2002-09-16 | Інститут Гідромеханіки Нан України | Under-water apparatus with fin propeller |
JP2008018899A (en) * | 2006-07-14 | 2008-01-31 | Japan Agengy For Marine-Earth Science & Technology | Underwater vessel |
RU2629474C1 (en) * | 2016-08-22 | 2017-08-29 | Александр Поликарпович Лялин | Submarine vessel propulsor |
RU187808U1 (en) * | 2018-12-31 | 2019-03-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Underwater bionic robot |
-
2020
- 2020-08-30 RU RU2020128746U patent/RU207022U1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
UA49237A (en) * | 2001-09-10 | 2002-09-16 | Інститут Гідромеханіки Нан України | Under-water apparatus with fin propeller |
JP2008018899A (en) * | 2006-07-14 | 2008-01-31 | Japan Agengy For Marine-Earth Science & Technology | Underwater vessel |
RU2629474C1 (en) * | 2016-08-22 | 2017-08-29 | Александр Поликарпович Лялин | Submarine vessel propulsor |
RU187808U1 (en) * | 2018-12-31 | 2019-03-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Underwater bionic robot |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
P 2008018899 A, 31.01.2008. * |
Статья: "О бионических НПА для ВМС и береговой охраны US", опубл. 15.12.2014, on-line журнал: "LIVEJOURNAL", найдено в интернет: https://alex-leshy.livejournal.com/386743.html. * |
Статья: "О бионических НПА для ВМС и береговой охраны США", опубл. 15.12.2014, on-line журнал: "LIVEJOURNAL", найдено в интернет: https://alex-leshy.livejournal.com/386743.html. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Scaradozzi et al. | BCF swimming locomotion for autonomous underwater robots: a review and a novel solution to improve control and efficiency | |
CN106882347B (en) | Underwater robot with six degrees of freedom | |
CN103085955B (en) | Sea turtle four-fin flapping imitating type autonomous underwater robot | |
CN201849653U (en) | Bionic underwater robot | |
Meinecke et al. | HYBRID-ROV-Development of a new underwater vehicle for high-risk areas | |
CN207565812U (en) | Binary underwater robot with six degrees of freedom | |
CN108313241A (en) | Electromagnetic adsorption underwater operation robot based on ROV platforms | |
CN110316337B (en) | Multifunctional variable-pitch primary-secondary underwater robot | |
CN113772066B (en) | Mixed line drive continuous bionic machine tuna | |
Salumäe et al. | Design principle of a biomimetic underwater robot u-cat | |
CN101767642A (en) | Underwater biomimetic robotic fish | |
CN104199458A (en) | Underwater operation robot | |
CN212605739U (en) | Hay ray robot | |
CN115674969A (en) | Amphibious bionic squid robot | |
RU203080U1 (en) | Small-sized remote-controlled unmanned underwater vehicle with separate propulsion control | |
RU193287U1 (en) | Modular autonomous uninhabited underwater vehicle "Oceanica" | |
CN113002744B (en) | Four-rotor underwater vehicle | |
Ahmad Mazlan | A fully actuated tail propulsion system for a biomimetic autonomous underwater vehicle | |
RU207022U1 (en) | Autonomous underwater vehicle with bionic propellers | |
Muzammal et al. | Design and fabrication of a low-cost 6 DOF underwater vehicle | |
CN208360465U (en) | Hybrid power underwater robot | |
CN115071921A (en) | Ship in-service detection floating wall climbing mechanism | |
CA3084653A1 (en) | Submarine device | |
Choi et al. | Design and control of a convertible ROV | |
Zhu et al. | Small cluster underwater robot design with variable pitch propeller |