Roboty Pływające

Sprawozdanie z laboratorium z przedmiotu Podstawy Automatyki i Robotyki Roboty Pływające
Michał Rudowicz, nr. indeksu 171047, INF
04.03.2009
Spis treści
1 Budowa robotów pływających
1.1 Najczęściej stosowane sensory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2 Urządzenia manewrowe i napędowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3 Zastosowania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
1
1
2
2 Robot pływający Urashima
2.1 Cel robota . . . . . . . . . . .
2.2 Budowa . . . . . . . . . . . .
2.2.1 Zasilanie . . . . . . . .
2.2.2 Urządzenia manewrowe
2.2.3 Systemy obserwacyjne .
2.2.4 Systemy nawigacyjne .
.
.
.
.
.
.
2
2
2
2
3
3
3
pływające
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
4
4
5
3 Inne
3.1
3.2
3.3
1
ciekawe roboty
Tai-robot-kun .
Robo-fisher . . .
Finnegan . . . .
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
Budowa robotów pływających
1.1
Najczęściej stosowane sensory
• Miernik głębokości
• Akcelerometry
• GPS
• Miernik nachylenia
• Sonar
• Kamery
1.2
Urządzenia manewrowe i napędowe
• Ster
• Śruba okrętowa
• „Rybi ogon”
1
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
1.3
Zastosowania
• Badania naukowe trudnodostępnych miejsc
• Sport
2
Robot pływający Urashima
Rysunek 1: Zdjęcie robota Urashima
2.1
Cel robota
Aby dokładnie zbadać przyczyny globalnego ocieplenia konieczbe było zbudowanie autonomicznego podwodnego pojazdu1 , który byłby
w stanie zbadać wody w Oceanie Arktycznym, ze względu na bardzo trudny dostęp, wykluczający ingerencję człowieka. Pierwsza wersja
tego robota została ukończona w Marcu 2000 roku, by już we wrześniu 2001 ustanowić rekord na najgłębsze zanurzenie dokonane
przez tego rodzaju roboty, z wynikiem 3 500m. W maju 2002 robot udowodnił, iż jest w stanie przebyć dystans 132.5km, wszystko to
dzięki zasilaniu z akumulatorów litowo-jonowych. Jednak w celu zwiększenia zasięgu robota postanowiono zmienić źródło zasilania na
ogniwa paliwowe. Prace nad nową wersją ukończono w marcu 2003, zwiększając zasięg robota do 300km. Jest to pierwszy tego typu
robot zasilany za pomocą ogniwa paliwowego.
2.2
Budowa
2.2.1
Zasilanie
• Ogniwo paliwowe PEFC - 4kW, 120V
• Butla z tlenem o ciśnieniu wewnętrznym 14.7 MPa
• Metal hydride system
• Opcjonalne źródło zasilania: akumulator litowo-jonowy do zasilania hybrydowego
1 eng.
Autonomous Underwater Vehicle, AUV
2
Rysunek 2: Budowa robota Urashima
2.2.2
Urządzenia manewrowe
• Główny silnik (1x1.8kW)
• Pionowy silnik (2x0.6kW)
• Poziomy silnik (1x0.6kW)
• Ster pionowy
• Statecznik poziomy
2.2.3
Systemy obserwacyjne
• Kamera telewizyjna
• Reflektor
• Side scan sonar
• Cyfrowy aparat fotograficzny
• CTDO
• Wielopunktowe urządzenie próbkujące wodę
2.2.4
Systemy nawigacyjne
• Odbiornik GPS
• Sonar Dopplera
• Inercyjny system nawigacyjny
• Miernik nachylenia
• Miernik głębokości
• System naprowadzania dźwiękowego
• Sonar przedni
• Wysokościomierz
• Transponder akustyczny
• Transponder awaryjny
3
3
3.1
Inne ciekawe roboty pływające
Tai-robot-kun
Robot do złudzenia przypominający żywą rybę, zbudowany na Uniwersytecie Kitakyushu. W internecie dostępne jest nagranie wideo
prezentujące robota w akcji, można je obejrzeć pod adresem http://www.youtube.com/watch?v=WINc1mV-L8Y
Rysunek 3: Tai-robot-kun
3.2
Robo-fisher
Zbudowany na uniwersytecie w Osace robot mający na celu automatyzację czyszczenia dna dużego akwarium. Ciekawostką jest fakt,
iż silnik jest napędzany wodą w celu zmniejszenia zagrożenia dla ryb. W robocie znajduje się kamera filmująca otaczające go ryby. W
przyszłości planowane jest umożliwienie sterowania robotem turystom, w celu symulacji spaceru po dnie akwenu.
Rysunek 4: Robo-fisher
4
3.3
Finnegan
Robot poruszający się za pomocą płetw, zbudowany na wzór żółwia przez absolwenta MIT. Film przedstawiający pływającego robota
dostępny jest pod adresem http://www.youtube.com/watch?v=3XXJGRGRp64
Rysunek 5: Robot-żółw Finnegan
5