Федеральная информационная площадка

BOXNEP - подводный робот для мониторинга нефте- и газо-трубопроводов

English Version

Nowadays, people actively explore the World Ocean. Their activity is related to resource development and exploration of the biosphere. However, the World Ocean still remains the least explored area of the Earth; among others, the exploration of the Ocean’s bed is of greatest interest to humanity.  Yet, the main risk is that underwater environment represents a real danger for divers.

The central aim of the project is to ensure human safety during exploration of Ocean’s mineral resources. For this purpose, a remotely operated underwater vehicle will be designed that will allow exploring the bottom of the Ocean for an unlimited time. This robot will be able to perform underwater shooting to search for objects, such as dangerous marine animals, rare mineral resources, abyssal amazing species, etc. Also, the robot can be used for testing new underwater devices.

The robot’s motion system will consist of six electricity actuators. It will be immersed by the force of four special motors and moved by two other ones. Moreover, the underwater vehicle will have a modular structure. It will allow using specific modules, i.e. sensors, detectors, manipulators, video cameras, etc., for different tasks.

Firstly, mass, capacity, buoyancy, forces, etc. should be calculated using hydrodynamic rules and principles. Then, the robot system with requirement parameters will be tested in MATLAB Simulink for reliability and stability. Later, this math model will be used to model a PID-regulator for control system, and manufacture the robot.

The project shall produce a remotely operated underwater vehicle that will be able to substitute divers. Creating this vehicle may also lead to breakthrough in science, in particular it can provoke gaining knowledge about the World Ocean.

Актуальность проекта заключается в создании многоцелевого подводного робота, который сможет решать ряд задач. Основной функцией робота является обслуживание подводных трубопроводов на предмет повреждений и утечки нефти/газа. 

Цель проекта: создание робота, способного ориентироваться под водой, производить видео-съёмку, захват объектов с морского дна посредством манипулятора.

Задачи проекта:

– спроектировать корпус подводного робота;

– разработать систему ориентации робота под водой;

– разработать систему обмена данными между роботом и оператором в режиме реального времени;

– решить задачу транспортировки объектов с помощью манипулятора;

– реализовать разработанные решения и изготовить робот. 

Ожидаемый результат: необитаемый подводный робот, сконструированный по модульному принципу (т.е. аппарат, имеющий возможность встраивания устройств, таких, например, как датчики давления, фиксирования нарушения целостности конструкции трубопроводов под водой, анализаторы состава воды, видеокамеры и манипулятор)

Сроки реализации проекта: проект планируется реализовать к маю 2017 года.

Первый прототип будет представлен на день рождения ТПУ. Данный прототип будет иметь возможность производить видео-съёмку под водой в режиме реального времени и передвигаться под водой на глубинах до 10 м. 
Для создания первого прототипа разработан план реализации проекта по этапам, а также результаты, ожидаемые на каждом из этапов. 

План реализации проекта по этапам.

1)     Обзор литературы по тематике.

2)     Поиск технических решений для построения электрической и механической составляющих аппарата.

3)     Изучение программирования одноплатных компьютеров и реализация на них системы управления, видеонаблюдения, захвата объектов посредством манипулятора.

4)     Сборка корпуса аппарата.

5)     Размещение управляющего оборудования на борту подводного аппарата.

6)     Тестирование работоспособности аппарата, выявление и устранение возникших неполадок.

Результаты на каждом этапе.

1)     Получение знаний в сфере гидродинамики, приборостроения.

2)     Определение будущей конструкции робота.

3)     Получение знаний в сфере программирования одноплатных компьютеров, составление алгоритма работы робота и его реализация в виде программного кода.

4)     Собранный корпус робота.

5)     Установка управляющего оборудования на борт аппарата, балансировка веса робота.

6)     Проведение натурного эксперимента с доработанной системой управления. 

Участники проекта
Илья Булуев
Владелец, разработчик конструкции, математической модели объекта, программист
Полина Мозгалева
Преподаватель по дисциплине "Проектирование и разработка инноваций"
Светлана Рыбушкина
Преподаватель английского языка
Евгений Федоров
Программист, разработчик конструкции и расположения модулей проектируемого робота
Папина Юля
консультант
И еще 2 участника
Показать всех