Воскресенье 22 Октябрь 2017

"Земля — это огромный театр, в котором одна и та же трагедия играется под различными названиями" Ф. Вольтер 

Подводный телеуправляемый комплекс «Супер ГНОМ Про»

На протяжении двух десятков лет Институтом Океанологии РАН им. П.П.Ширшова, разрабатываются и усовершенствуется подводные телеуправляемые осмотровые аппараты типа «ГНОМ» (ТПА), во многом заменяющие и облегчающие тяжёлый труд водолазов. В 2008 г. Каспийский филиал ИО РАН принял на вооружение подводный телеуправляемый осмотровый комплекс (ПТОК) «ГНОМ». В 2012 г., пройдя ряд модернизаций, в распоряжение КФ ИО РАН поступил один из современных и профессиональных, отвечающий всем требованиям научным изысканиям, подводный телеуправляемый комплекс «Супер Гном Про». ПТОК «Супер Гном Про» предназначен для проведения подводных осмотровых и обследовательских работ в прибрежных морских и внутренних водах, а так же при осмотре внутренних полостей водонаполненных резервуаров и гидротехнических сооружений. Основным функциональным назначением ПТОК является получение оператором видеоизображения объектов находящихся в толще или на поверхности воды, посредством перемещения телеуправляемого подводного аппарата (ТПА) оснащенного видеокамерой. За счет установленных дополнительных лаговых двигателей, перемещение ТПА параллельно снимаемому объекту стало плавнее, что в свою очередь повлияло на качество видеосъемки. Мощные горизонтальные и вертикальный движители позволяют вести оценочно-поисковый мероприятия с большей скоростью. За счет увеличенного момента вращения двигателей, вероятность забивание винтов водорослями сведена к минимуму. Встроенный манипулятор, сделанный в виде трехпалой клешни, позволяет поднимать мелкие предметы со дна, а также возможность удержаться за какой-либо предмет.Одним из важным элементом модернизации ПТОК «Супер Гном Про», явилось установка второй видеокамеры. Переключение между видеокамерами позволяет оператору выбрать наилучшую экспозицию для съемки. Помимо штатно установленных видеокамер, телеуправляемый аппарат был оснащен специальным кронштейном для крепления видео/фото камеры GoPro. Hero. Установка данной видеокамеры дала возможность получать высококачественные фотографии подводных объектов, а также видео в HD формате. Перемещения и управление режимами работы телеуправляемого подводного аппарата, находящегося под водой, осуществляются по командам с надводного блока управления (БУ) с помощью пульта управления (джостика).Возможна система автокурса и удержания определённой глубины. ПТОК обеспечивает получение оператором видеоизображения, сформированного телекамерой на борту ТПА в реальном масштабе времени.

4

 

Базовые элементы ПТОК:

  • телеуправляемый подводный аппарат ТПА
  • катушка с кабелем
  • связкой КС
  • надводный блок управления БУ
  • пульт управления (джойстик)
  • видеомагнитофон с функцией записи видео и встроенным жёстким диском
  • видео очки для дублирования изображения с ТПА при ярком солнечном свете
4

 

Основные технические характеристики:

Параметр

Значение

Примечание

Напряжение питания, В

220

 

Номинальная мощность, Вт

1500

 

Число движителей

5

2 горизонтальных, 2 лаговых, 1 вертикальный

Скорость, м/с:    

- горизонтального движения

- вертикального движения

- лагового движения

 

 

до 1,5

до 0,7

до 0.5

 

Рабочая глубина, м

150

 

Длина кабеля, м

200

 

Диаметр кабеля, мм

10

многожильный, специально упрочненный кевларом в герметичной полиэтиленовой оболочке. Плавучесть кабеля – нейтральная

Усилие на разрыв, кг

200

 

Вес подводного аппарата ГНОМ, кг

12

полный вес системы – 80 кг

 

4

 

Подводный телеуправляемый комплекс оснащен:

  • осветителями – сверхяркими светодиодами белого свечения
  • датчиком глубины (точность 10-20см) и курсоуказателем (компас).
  • вывод информации на видеомонитор в режиме “Телетекст”
  • видеокамерами – PALCCD, 0.1 лк, 600твл
  • манипулятором для захвата предметов
  • гидроакустической навигационной системойMicroNav

Краткий отчет о результатах работы модернизированного ТПА «Супер Гном Про» в Каспийском море в 2014 г.

Начиная с 2008 г. мониторинг Каспийского моря Каспийским филиалом Института океанологии Российской академии наук им. П.П.Ширшова проводится с помощью необитаемого телеуправляемого подводного аппарата (ТПА) «ГНОМ». За период роботы ТПА зарекомендовал себя как надёжный, практичный и очень безопасный инструмент мониторинга.

На протяжении всего времени работы с ТПА принимались и реализовывались новые технические решения, позволяющие проводить исследования более точно, оптимально и комфортно. К таким нововведениям относятся:

  • увеличение габаритных размеров аппарата, позволяющих более инертно реагировать на подводные течения и волны
  • увеличение мощности движителей, вследствие чего увеличивается тяговое усилие аппарата, а также уменьшается возможность забивание винтов и осей водорослями
  • установка манипулятора для захвата объектов; - установка второй видеокамеры для работы непосредственно с манипулятором
  • установка лаговых движителей, позволяющих вести панорамную съёмку крупного объекта
  • установка системы позиционирования для отслеживания фактических координат аппарата и поиска объектов по заданным координатам

Последним нововведением в систему управления ТПА было замена пульта управления Logitech от игровой приставки на цифровую радиоаппаратуру с системой телеметрии FrSky 2.4GHz ACCST TARANIS X9D.

Джостик Logitech от игровой приставки Радиоаппаратура Taranis FrSky

Для реализации данного нововведения был изготовлен приёмник радиосигнала, поддерживающий цифровой протокол FrSky, который заменял имеющийся в наземном блоке управления ТПА.

Самой важной причиной перехода на данную аппаратуру стало требование к плавности управления ТПА. Преимущества модернизации следующие:  

  • благодаря подшипниковым креплениям ручек и увеличения длины их хода (вперед-назад, влево-вправо) значительно увеличилась плавность управления ТПА
  • цифровая настройка зависимости положения ручки управления передатчика от оборотов двигателя. Эта зависимость может быть как линейная, так и нелинейной. Именно нелинейность обеспечивает плавность управления ТПА
  • возможность управления функцией ТПА отдельным каналом (тумблером) на передатчике. В связи с этим отпадает необходимость использования комбинации каналов (микширование). Технические возможности данной аппаратуры позволяют использовать 16 каналов, что будет достаточно для управления всеми функциями ТПА
  • высокая мощность передатчика позволяет управлять ТПА через металлические переборки судна
  • новейшее программное обеспечение с открытым исходным кодом (Open TX)

На сегодняшний день используется только 8 каналов управления. В ближайшее время планируется установка декодера FrSky Sbus, что позволит реализовать все 16 каналов управления.

Помимо всех описанных выше преимуществ, хотелось добавить об удобстве самого пульта управления. Держать такой пульт в руках намного удобней. Несмотря на большое количество тумблеров, удобное их расположение позволяет управлять всеми ими с лёгкостью. Нашейный ремень передатчика освобождает руки при спуске ТПА в воду.

Работа телеуправляемым аппаратом проводились в северной части Каспийского моря. Объектами наблюдения были донно-пелагические биостанции, искусственные рифы установленные институтом океанологии, и все возможные инородные объекты, находящиеся в их окрестностях. Установленная видеокамера GoPro позволяла получать высококачественное видео наблюдаемых объектов.

Дизайн :