Подводный телеуправляемый аппарат

Эта российская конструкция интересна тем, что может служить в качестве отправной для создания подводных роботов и других типов. «Гном» олицетворяет собой класс малогабаритных, объемом 1 3 л, подводных осмотровых телеуправляемых аппаратов для дистанционных осмотров подводных объектов. Цель разработки — создание семейства переносных «персональных» ROV для широкого спектра применений.

Система состоит из собственно подводного аппарата «Гном», катушки с кабелем и надводного блока. Подводный модуль выполнен в виде герметичного алюминиевого цилиндра с иллюминатором для видеокамеры. К цилиндру прикреплены четыре электродвижителя (два горизонтальных с боков и два вертикальных вдоль корпуса) с пропеллерами и пенопласт для плавучести. Такая конструкция позволяет переводить аппарат в режим наклона, что бывает необходимо при осмотрах. Внутри корпуса размещены электронный блок и цветная видеокамера, вокруг которой расположено кольцо осветительных светодиодов, а также имеются электронный компас и датчик глубины, мембрана которого выходит наружу. Для связи с аппаратом использован коаксиальный кабель. В надводном блоке размещены источник питания, электроника передачи команд/данных/видео и пульт управления (PlayStation с двумя джойстиками). Надводный блок может быть дополнен плоским видеомонитором. Имеется стандартный видеовыход для подключения к телевизору или видеомагнитофону. Электропитание либо автономное (встроенный или внешний аккумулятор), либо внешнее (220 В).

В качестве кабеля использован одножильный коаксиальный, по которому на «Гном» передаются электропитание (180 В) и команды управления, а видеосигнал с камеры и данные (показания датчика глубины, компаса) транслируются с «Гнома» наверх в надводный блок. Такой кабель позволяет «Гному» легко маневрировать и удаляться на расстояние 150 200 м, он дешевле (порядка 1,5 2 $/м) многожильных кабелей, используемых в большинстве аналогичных аппаратов: например, в Videoray 2000 или Seabotix (стоимость кабеля 6 10 $/м).

Для подсветки использованы сверхяркие светодиоды с КПД 80%. Управляет работой аппарата внутренний микрокомпьютер, который принимает команды через кабель связи. Он также обрабатывает данные от датчика глубины, компаса и осуществляет коммуникацию (в модулированном цифровом коде) через кабель с блоком управления. Вся информация с «Гнома» выводится на экран монитора в режиме «телетекст» (наложение алфавитно-цифровых данных на видеокартинку), включая многоуровневые меню режимов работы, настройки и калибровки. Реализованный в «Гноме» двунаправленный канал передачи цифровых данных, а также наличие аналоговых и цифровых интерфейсов позволяют дополнять «Гном» датчиками и рядом дополнительных устройств, таких как эхолот, транспондер для акустической навигации и др. В блоке управления есть интерфейс с РС (через COM-порт), позволяющий осуществлять управление с компьютера.

Базовая модель — это четырёхмоторный аппарат с двумя горизонтальными и двумя вертикальными движителями, расположенными вдоль корпуса, что позволяет ему наклоняться вверх-вниз в режиме реверса вертикальных моторов. Максимальная рабочая глубина — до 120 м, длина кабеля — до 230 м, напряжение на кабеле — 180 В. Камера с электронным приближением (режим «Digital zoom»). Вокруг камеры и с боков (рис. 2.4) — осветители, яркость которых отдельно и плавно регулируются от 0 до максимума джойстиком, что необходимо для съемок под водой при разных освещенности и мутности. Вместо заднего вертикального мотора предусмотрена установка второй видеокамеры с собственным осветителем для вертикального или бокового обзора. Камеры переключаются с джойстика. Такой вариант удобен для осмотра днищ судов, стен резервуаров, подводных объектов. Таким же образом предусмотрено подключение модуля эхолота. На задней крышке расположен датчик глубины, а внутри аппарата — компас фирмы Precision navigation. Максимальная скорость — 2 узла. В качестве пульта управления используется уже упомянутый джойстик. Общая потребляемая мощность всей системы вместе со встроенным плоским ТВ-монитором составляет 150 Вт, что позволяет использовать внутренний мини-аккумулятор 12 В/12 А·ч, при этом длительность работы составляет в среднем режиме потребления около часа.

Различные модификации «Гнома» были использованы в следующих целях:

- видеосъемки в московском дельфинарии морских млекопитающих

- экспедиция МЧС по осмотру затопленных после II мировой войны барж с немецким химическим оружием в Балтийском море

- экспедиция МЧС по поиску и осмотру потенциально опасных объектов — затонувших судов и провалившихся под лед автомобилей - на Байкале

- осмотр трубы газопровода под р. Тверца

В результате этих операций были выявлены и устранении следующие недостатки аппарата:

- недостаточная мощность осветителей

- отсутствии средств навигации

- малая скорости, особенно при растяжке кабеля более 20 30 м

Разрабатывается система дистанционной работы с «Гномом» через локальную сеть и Интернет, которая позволит использовать аппарат как подводную управляемую Web камеру.