Phát triển một mẫu robot dưới nước phục vụ quốc phòng và nghiên cứu biển

Tóm tắt Báo cáo trình bày các kết quả nghiên cứu ban đầu về thiết kế, chế tạo robot thám hiểm dưới nước phục vụ quốc phòng và nghiên cứu biển. Đây là một robot dưới nước điều khiển từ xa, đã được thiết kế, chế tạo hoàn chỉnh bao gồm cả hệ thống phần cứng và phần mềm điều khiển. Robot được trang bị camera chuyên dùng dưới nước và các cảm biến gia tốc, áp suất,... để thực hiện chức năng thám hiểm dưới nước. Các thử nghiệm trong vùng nước tĩnh cho thấy robot đã vận động...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phát triển một mẫu robot dưới nước phục vụ quốc phòng và nghiên cứu biển Phát triển một mẫu robot dưới nước phục vụ quốc phòng và nghiên cứu biển Tóm tắt Báo cáo trình bày các kết quả nghiên cứu ban đầu về thiết kế, chế tạo robot thám hiểm dưới nước phục vụ quốc phòng và nghiên cứu biển. Đây là một robot dưới nước điều khiển từ xa, đã được thiết kế, chế tạo hoàn chỉnh bao gồm cả hệ thống phần cứng và phần mềm điều khiển. Robot được trang bị camera chuyên dùng dưới nước và các cảm biến gia tốc, áp suất,... để thực hiện chức năng thám hiểm dưới nước. Các thử nghiệm trong vùng nước tĩnh cho thấy robot đã vận động ổn định trong môi trường nước, có khả năng thu thập dữ liệu hình ảnh về môi trường dưới nước và truyền về trung tâm điều khiển với chất lượng tốt. Chữ viết tắt AUV autonomous underwater vehicle Developing an underwater robot for defense and marine research ROV Remotely operated vehicle Abstract CAD Computer-aided design The report presents the initial results of the design and manufacture underwater CAE Computer-aided engineering robot for defense and marine research. This is a remotely operated underwater robot, has been fully designing and manufacturing including hardware and ADC analog-to-digital converter software control. Robot is equipped with special underwater cameras and DAC digital-to-analog converter accelerometer, pressure sensors for performing the underwater exploring. PSoC programmable system-on-chip Experiments in the static waters showed that the robot stable movements in the VĐK Vi điều khiển water, capable of collecting data on environmental image in the water and transmit to the control center with good quality. PTN Phòng thí nghiệm 1. Đặt vấn đề Từ những năm 1970, robot dưới nước (underwater robot) đã được nghiên cứu phát triển để hỗ trợ và/hoặc thay thế con người làm việc ở những vùng nước sâu (dưới đáy đại dương), những vùng nước ô nhiễm hoặc khi làm việc trong thời gian dài dưới nước. Hiện nay, robot dưới nước được sử dụng nhiều trong quân sự, kỹ thuật và nghiên cứu biển. Trong ngành dầu khí, robot dưới nước được sử dụng để làm những công việc như kiểm tra các giàn khoan và đường ống dẫn khí, dẫn dầu. Trong ngành viễn thông, robot dưới nước được sử dụng để khảo sát đáy biển trước khi đặt cáp trong lòng biển, chôn cáp và kiểm tra hiện trạng cáp truyền. Trong quân sự, robot dưới nước được sử dụng để gài hoặc tìm kiếm và tháo gỡ thủy lôi, mìn hoặc phối hợp cùng con người trong việc tác chiến dưới nước. Robot dưới nước còn là các thiết bị quan trọng khi cứu hộ các tàu thuyền bị đắm dưới đáy biển. Trong thám hiểm và nghiên cứu biển, robot dưới nước được sử dụng để khảo sát địa hình dưới đáy biển, thu thập dữ liệu về độ phóng xạ, độ rò rỉ của các nguồn khí dưới đáy biển, theo dõi việc sinh sản của các đàn cá,... Trong ngành năng lượng nguyên tử các robot dưới nước cỡ nhỏ được dùng để kiểm tra các thiết bị trong nhà máy điện nguyên tử. Việt Nam là một quốc gia ven biển, có đường bờ biển dài hơn 3000 km, vùng biển rộng lớn và hệ thống đảo khá nhiều. Nhu cầu làm chủ biển đảo cả về an ninh quốc phòng, kinh tế, môi trường,... rất cần đến các thiết bị, máy móc tiên tiến, trong đó có robot dưới nước. Do đó nhu cầu nghiên cứu, làm chủ công nghệ và tiến tới thiết kế, chế tạo các robot dưới nước phục vụ cho an ninh, quốc phòng và đời sống dân sinh là một đòi hỏi tất yếu và cấp thiết. H. 2 Robot Seaeye Falcon kiểu ROV của Saab Underwater H. 1 Robot AUTOSUB6000 kiểu AUV của Systems AB [10] 2. Tổng quan về robot dưới nước Có nhiều loại robot dưới nước khác nhau như robot dịch chuyển trên nền của đáy biển nhờ các bánh xe hay bánh xích. Loại này dùng để đào rãnh để chôn các loại cáp ngầm hay dùng để thu gom các vật quý hiếm nằm dưới đáy biển. Hai loại robot dưới nước được nghiên cứu và sử dụng rộng rãi nhất là robot dưới nước hoạt động độc lập (AUV) và robot dưới nước điều khiển từ xa (ROV). Trung tâm Hải dương học quốc gia Southampton [9] AUV là robot dưới nước làm việc theo chế độ đã được lập trình trước. Năng lượng cung cấp cho robot là pin hoặc ắc quy được mang trên robot. Loại robot này bơi được tự do trong nước và không bị hạn chế về bán kính làm việc. Tuy nhiên thời gian làm việc của nó rất hạn chế, tuỳ thuộc vào năng lượng dự trữ lắp trên nó. Các robot loại này thường được trang bị các cảm biến, camera để thực hiện các nhiệm vụ thám hiểm, thu thập dữ liệu. Các AUV thường có kết cấu thân kín, hình trụ dài để giảm thiểu lực cản của nước. Hệ thống vận động thường dùng kiểu chân vịt với các cánh lái đặt ở phía đuôi hoặc hai bên sườn (hình 1). ROV là robot dưới nước được điều khiển và cung cấp năng lượng từ trung tâm điều khiển (trên bờ, trên tàu mẹ) thông qua cáp dẫn. Dây cáp có nhiệm vụ cung cấp điện năng và các lệnh điều khiển cho robot và truyền tải dữ liệu thu nhận được từ các camera, cảm biến trên robot về trung tâm điều khiển. Đôi khi dây cáp còn có tác dụng phụ giúp trục vớt các vật thể nặng và có thể làm nhiệm vụ cứu hộ robot khi gặp sự cố. Bán kính làm việc của loại robot này bị giới hạn bởi chiều dài dây ...