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1 AUT/SAE A1/ Pag.1/18 Cliente: Ricerca di Sistema Oggetto: ALICE - Veicolo subacqueo tele operato per ambienti angusti: integrazione finale e collaudo in vasca. Ordine: Contratto CESI n. 71/00299 Note: ASISGEN/ROBOT/2001/02 senza l'autorizzazione scritta del CESI questo documento può essere riprodotto solo integralmente N. pagine: 18 N. pagine fuori testo: 0 Data: 28/12/2001 Elaborato: CESI BU AUT Luigi Bisone Verificato: CESI BU AUT Ezio Panzeri Approvato: CESI BU GEN Carlo De Michelis CESI Via R. Rubattino 54 Capitale sociale Euro Registro Imprese di Milano Centro Elettrotecnico Milano - Italia interamente versato Sezione Ordinaria Sperimentale Italiano Telefono Codice fiscale e numero N. R.E.A Giacinto Motta SpA Fax iscrizione CCIAA P.I. IT

2 AUT/SAE A1/ Pag.2/18 Indice SOMMARIO BREVE STORIA DEI ROV STRUTTURA DI MASSIMA DI UN ROV POSTAZIONE DI CONTROLLO SOTTOSISTEMA DI TELE OPERAZIONE L aspo Il verricello La gabbia SOTTOSISTEMI DI BORDO Lo scafo Scatola di giunzione Distribuzione dell alimentazione Elaboratore di bordo Motori Sottosistema video Sottosistema acustico Manipolatore Altri dispositivi STRUTTURA DI ALICE POSTAZIONE DI CONTROLLO Alimentatore di terra di ALICE Plancia ALICE SOTTOSISTEMA DI TELE OPERAZIONE L aspo SOTTOSISTEMI DI BORDO Lo scafo Scatola di giunzione Contenitore elettronica di bordo Motori Sottosistema video Sottosistema acustico CONCLUSIONI Copyright 2002 by CESI. All rights reserved - Activity code 30697T Keywords: 12035F 27120R 58011S

3 AUT/SAE A1/ Pag.3/18 STORIA DELLE REVISIONI Numero Data Protocollo Lista delle modifiche e/o dei paragrafi modificati revisione A1/ SOMMARIO Il rapporto descrive struttura e funzionalità del veicolo subacqueo teleoperato (nel seguito ROV acronimo di Remotely Underwater Vehicle) per l ispezione di ambienti angusti, denominato ALICE (acronimo di Agile Lightweight Inspector for Constrained Environments), al raggiungimento della piena operatività, conseguita nell'ambito delle attività 2001 del progetto ASISGEN, sottoprogetto ROBOT, della Ricerca di Sistema. Il sottoprogetto ROBOT ha l'obiettivo specifico di applicare le tecnologie dei sistemi robotizzati d'ispezione e sorveglianza per fornire soluzioni efficaci al problema dell'accertamento dell'affidabilità di strutture d'impianto di accesso altrimenti difficile o impossibile, limitando nel contempo i disagi e gli eventuali rischi per il personale addetto a tali ispezioni. Caratteristiche peculiari del ROV "ALICE" sono la leggerezza, che lo rende facilmente trasportabile, anche a mano per l accesso - ad esempio - a bacini o gallerie di impianti idroelettrici, e le ridotte dimensioni che gli consentono di essere operativo anche in tubazioni di un metro di diametro. Al criterio della leggerezza è stata anche improntata la realizzazione della console di controllo in modo da non penalizzare la facilità di trasporto dell intero sistema.

4 AUT/SAE A1/ Pag.4/18 1 BREVE STORIA DEI ROV A chi si debba la realizzazione del primo ROV probabilmente rimarrà un contenzioso irrisolto ma sicuramente due progetti possono contendersi tale paternità: il PUV (Programmed Underwater Vehicle) che era una specie di torpedine sviluppato dalla Luppis- Whitehead Automobile in Austria nel 1864 il POODLE, sicuramente il primo ROV con cordone ombelicale, sviluppato da Dimitri Rebikoff nel Un notevole impulso allo sviluppo di questi sistemi è indubbiamente dovuto alla Marina Militare degli Stati Uniti d America che li ha portati a livello operativo per recuperare ordigni sottomarini persi durante prove in mare. In particolare i ROV balzarono agli onori della cronaca quando la suddetta Marina recuperò con il CURV (Cable Controlled Underwater Recovery Vehicle) un ordigno nucleare perso nel 1966 a seguito di incidente aereo al largo di Palomares, in Spagna. Un altra operazione che ebbe particolare risalto fu il salvataggio dell equipaggio del sommergibile Pisces, affondato nel 1973 al largo di Cork in Irlanda, sempre da parte della US Navy. Il passo successivo nello sviluppo di questa tecnologia fu compiuto da imprese commerciali che videro nei ROV un valido supporto alle operazioni di estrazione e trasporto del petrolio in mare aperto. Due tra i primi veicoli sviluppati per questo tipo di lavoro furono lo RCV-225 e lo RCV-150, costruiti dalla Hydro Products negli Stati Uniti. Occorre anche dire che contemporaneamente molte altre società svilupparono linee di piccoli sistemi di ispezione simili. Oggi, che il l estrazione ed il trasporto di combustibili interessa acque sempre più profonde, i ROV sono diventati una parte essenziale nella conduzione degli impianti, diventando non solo sempre più utilizzabili ma anche altamente affidabili. Sicuramente allo stato attuale un ROV costituisce un insieme altamente interdipendente di sottosistemi che, quando funzionano correttamente ed in sinergia, danno mostra di un ragguardevole livello di operatività. Questo è tanto più vero nel momento in cui il progetto dei singoli componenti del sistema è stato effettuato avendo bene in mente gli specifici scenari in cui questi si troverà ad operare.

5 AUT/SAE A1/ Pag.5/18 2 STRUTTURA DI MASSIMA DI UN ROV Fondamentalmente questi tipi di sistemi, come schematizzato in Figura 1 con richiamo alla loro stessa struttura fisica, possono essere considerati composti da tre principali sottosistemi: la postazione di controllo da cui il pilota guida il ROV controllando i suoi motori, guardandosi attorno tramite una o più telecamere, brandeggiandole in orizzontale od in verticale, regolando una o più lampade; l insieme di tele operazione, che trasporta verso il veicolo l alimentazione elettrica ed i segnali di comando e ne riporta immagini e misure; il veicolo stesso, cioè il piccolo vascello subacqueo. Postazione di controllo Aspo Verricello Gabbia Veicolo Figura 1 Schema di massima di un sistema ROV 2.1 Postazione di controllo La postazione di controllo, schematizzata in Figura 2, può essere alloggiata direttamente in un automezzo o realizzata a parte in acciaio con rinforzi per l installazione diretta nell area di lavoro. Generalmente si configura come una piccola cabina con illuminazione e condizionamento dell aria e predisposta per il passaggio dei cavi di alimentazione e di segnale. In essa sono ospitate la console principale di guida e quelle ausiliarie per i sottosistemi di bordo, la poltrona per il pilota, vari armadi e postazioni di lavoro per interventi di manutenzione. Un componente particolarmente importante che vi trova inoltre alloggio è il sistema di alimentazione con la strumentazione per il controllo degli assorbimenti, gli interruttori con gli opportuni dispositivi di sicurezza, il trasformatore e, se il caso, il raddrizzatore per l alimentazione in alta tensione del veicolo. Quest ultima soluzione viene infatti spesso adottata per convogliare sul veicolo cospicue quantità di energia subendo perdite relative senza dover ricorrere a sezioni eccessive dei conduttori in rame. Questo per non appesantire eccessivamente il cordone ombelicale e di conseguenza non essere costretti ad aumentarne eccessivamente la sezione con strati di flottante che ne ristabiliscano il comportamento neutro in acqua

6 AUT/SAE A1/ Pag.6/18 Postazione di controllo Armadio di alimentazione Alimentazione verricello Alimentazione aspo Alimentazione ausiliari Alimentazione ROV Plancia ROV Elaboratore di terra del ROV Pulpito di comando Video operatore Console di navigazione Elaboratore sonar Video tracciati sonar Console registrazione Registratori Audio/Video Video telecamere Console accessori Figura 2 Schema di massima dei componenti la postazione di controllo di un ROV 2.2 Sottosistema di tele operazione Il sottosistema di tele operazione convoglia l alimentazione elettrica al veicolo assieme ai segnali di controllo per la guida e ne riporta i segnali video dalle telecamere di bordo, i tracciati dalle teste sonar di bordo e le misure (temperatura, direzione, profondità, ) dai vari sensori presenti sul veicolo. Può essere anche essere usato per mettere in acqua il veicolo. Normalmente, per le operazioni in mare aperto ed in presenza di forti correnti sottomarine, esso consta di tre componenti principali: l aspo, il verricello, la gabbia. Come anzidetto questa configurazione è molto utile soprattutto in presenza di forti correnti sottomarine mentre per lavori in situazioni non altrettanto avverse dal punto di vista della guida del veicolo come sono quelle di nostro interesse, cioè all interno di tubazioni, entro laghi od in acque basse, si usa il solo aspo od addirittura il solo cordone ombelicale salpato a mano.

7 AUT/SAE A1/ Pag.7/ L aspo L aspo consiste in un motore elettrico o idraulico con apposito riduttore, un giunto a contatti striscianti che può comprendere una sezione ottica per una o più fibre, un tamburo capace di contenere avvolti alcune centinaia di metri di cordone ombelicale ed un sistema per ottenerne l ordinato avvolgimento e svolgimento Il verricello Il verricello, normalmente chiamato LARS (Launch And Recovery System), consiste in un basamento, un portale a forma di A (o di U) su cui è incernierato un telaio oscillante, il sistema di bloccaggio (snubbing assembly) del veicolo e l alimentazione idraulica od elettrica. Fa parte del verricello anche un argano capace di sollevare alcune tonnellate. Il portale è normalmente ripiegato durante il trasporto e viene messo in posizione a sbalzo per il varo o per salpare il veicolo da due cilindri. Durante queste operazioni la combinazione gabbia veicolo è assicurata da dispositivi pneumatici o meccanici al telaio oscillante La gabbia La gabbia, normalmente indicata come TMS (Tether Management System) può notevolmente migliorare le prestazioni di un ROV nel caso di applicazioni specifiche quali quelle in acque profonde od in presenza di forti correnti sottomarine. Essa infatti disaccoppia il veicolo dai movimenti della nave appoggio in superficie e dal tiro della corrente sul cordone ombelicale. Costituisce anche una massa addizionale utile a superare rapidamente ed in sicurezza il confine tra aria ed acqua durante il lavoro di messa a mare e di recupero del veicolo. La gabbia contiene quindi solo uno spezzone di cordone ombelicale (normalmente di un centinaio di metri) che può essere svolto o riavvolto a richiesta da un sistema idraulico od elettrico. 2.3 Sottosistemi di bordo Il veicolo è una struttura neutra in acqua, cioè il suo peso specifico è lo stesso dell acqua. Il progetto di ogni sottosistema di bordo di un ROV, l elenco in Figura 3, deve tenere conto della pressione statica (conseguenza della profondità operativa) e della corrosione, particolarmente per l uso in acque salate. Notevole attenzione va posta nell isolamento elettrico, oltre che per gli evidenti aspetti legati al funzionamento, per la sicurezza degli operatori o di chicchessia si trovi nei pressi Lo scafo Lo scafo normalmente consiste in un telaio in materiale plastico rinforzato da una struttura in acciaio inossidabile. La spinta di galleggiamento è ottenuta da pani in materiale flottante poliuretanico a cui il telaio risulta (in acqua) sospeso, questo in maniera da tenere il centro di spinta più alto del baricentro (o centro di carena, in modo da avere in ogni condizione una coppia di raddrizzamento che garantisca l assetto del veicolo Scatola di giunzione La scatola di giunzione (o junction box) è un contenitore sigillato ermeticamente e resistente alla pressione al cui interno i trefoli del cordone ombelicale sono sciolti e distribuiti alle varie utenze attraverso opportuni connettori in uscita, se il caso previo conversione elettro - ottica.

8 AUT/SAE A1/ Pag.8/ Distribuzione dell alimentazione L alimentazione di un ROV avviene quasi sempre in alta tensione in maniera da minimizzare la caduta di potenziale attraverso il cordone ombelicale. Perciò sul veicolo, in un contenitore separato od all interno di un contenitore comune ad altri sottosistemi, sempre e comunque impermeabile e resistente alla pressione, è alloggiato un trasformatore ed un raddrizzatore, nel caso di trasporto in corrente alternata. In ogni caso è anche presente una serie di convertitori continua/continua per ottenere e distribuire le appropriate tensioni necessarie ai vari utilizzi. Veicolo Scafo Telaio Galleggiante Gancio Scatola di giunzione Distribuzione alimentazione Trasformatore Raddrizzatore Convertitore DC/DC Elaboratore di bordo Controllo motori Sensori statici Sensori di navigazione Motori Sistemi video Brandeggi Lampade Videocamere Sistemi acustici Sonar Sistema posizionamento Manipolatore Altri dispositivi Figura 3 Schema di massima degli apparati di bordo di un ROV

9 AUT/SAE A1/ Pag.9/ Elaboratore di bordo È sicuramente il cuore del ROV. Normalmente è ospitato in un contenitore separato con le medesime caratteristiche dei contenitori anzidetti. È connesso con un collegamento seriale all elaboratore della postazione di controllo e traduce i comandi del pilota in set point di velocità ai motori, livelli di luminosità alle lampade, posizioni degli organi di brandeggio. Usualmente provvede ad acquisire ed a trasmettere alla superficie alcune misure dall interno od all esterno dei contenitori. Da sensori interni, per esempio: temperatura interna, umidità, direzione, dalla bussola, accelerazione assiale. Mentre da sensori esterni provengono: valori di potenziale catodico, profondità, temperatura dell acqua, altro Motori Un ROV è un oggetto con un assetto neutro quindi per muoversi verso la superficie o verso il fondo necessita di una modesta quantità di energia, normalmente fornita da due motori, questo anche per ragioni di ridondanza. Diverse possono essere le necessità di movimento orizzontale dove la presenza di correnti subacquee, con associati importanti effetti direttamente sullo scafo o su di un lungo cordone ombelicale, o banalmente l inerzia di quest ultimo rendono necessario avere a disposizione più motori. La possibilità di guidare il veicolo in tutte le direzioni deriva dal fatto che alcuni tra questi sono angolati rispetto alla direzione di avanzamento e singolarmente controllabili in velocità Sottosistema video A bordo di un ROV è normalmente presente almeno una telecamera subacquea ad alta sensibilità, indispensabile per il pilota per evitare l uso di forti sorgenti luminose dirette con il conseguente abbagliamento da riflessione all indietro in acque normalmente torbide. Questa telecamera, normalmente in bianco e nero, può essere affiancata per scopi particolari, quali l osservazione di vegetazione sottomarina o l ispezione contemporanea di una tubazione da entrambi i lati, da una o più telecamere in bianco e nero Sottosistema acustico Per far fronte alla torbidezza dell acqua o per scopi di misura su di un ROV sono spesso alloggiati una o più teste sonar, fondamentalmente scelte tra due possibili tipi: Wide range per una visione acustica di ostacoli nell ambiente circostante; Profilatrice, a volte una coppia, per rilevare i contorni dell ambiente circostante: utile nell ispezione interna di tubazioni per misurarne il perimetro o nell ispezione su oleodotti per rilevare il profilo della sezione trasversale tubo fondo.

10 AUT/SAE A1/ Pag.10/18 A questo gruppo di dispositivi appartengono inoltre i sistemi atti a rilevare la posizione del veicolo relativamente alla nave appoggio od alla terraferma così come altri dispositivi per misurare la distanza dal fondo o dalla superficie Manipolatore A bordo può essere anche presente un piccolo manipolatore da uno a cinque gradi di libertà per piccole operazioni quali la raccolta di campioni, lo sbroglio del cordone ombelicale, l aggancio di oggetti sommersi. Normalmente viene alimentato dal veicolo e controllato direttamente, tramite il cordone ombelicale, da una console dedicata nella postazione operatore Altri dispositivi Un ROV è normalmente inoltre predisposto per essere corredato da strumentazione aggiuntiva per scopi specifici, quali per esempio il magnetometro, per localizzare tubazioni metalliche sepolte o giacenti sul fondale, od altro ancora.

11 AUT/SAE A1/ Pag.11/18 3 STRUTTURA DI ALICE I compiti per cui l utilizzo di un ROV appare indispensabile nell ambito delle attività di esercizio e manutenzione del Sistema Elettrico, sono specificatamente quelli di rilevamento (survey), monitoraggio e ispezione su opere sommerse quali canali di adduzione al condensatore, paramenti a monte di dighe, scarichi di fondo, canali e serbatoi, tubazioni e cavi subacquei. Le taglie di veicolo da prendere in considerazione sono quindi quella media, capace di portare un carico utile fino a 60 kg in aria, il ché significa 20 kg circa in acqua, e quella piccola, capace di circa un terzo del carico predetto. La realizzazione oggetto di questo rapporto riguarda quest ultima taglia di veicolo (vedi Figura 4) Figura 4 Vista laterale del ROV Alice Un veicolo quindi in grado di operare in luoghi particolarmente angusti, quali tubazioni di 1 m di diametro, naturalmente con il compromesso di un peso utile trasportabile di pochi chilogrammi ed una operatività limitata da un cordone ombelicale di non più di 1000 m., comunque molto maggiore di quelle attualmente raggiunte da veicoli di classe analoga. Il sistema risultante, sostanzialmente semplificato rispetto alla generalizzazione del capitolo precedente, può essere considerato di massima composto da tre sottosistemi principali (vedi Figura 5): la postazione di controllo con l elaboratore di terra integrato nel monitor del pilota, una console di guida in versione particolarmente compatta ed il sistema di alimentazione separato per facilitarne il trasporto; il cordone ombelicale in due pezzature, una da 100 ed una da 1000 m, con un aspo per la gestione di quest ultima; il veicolo stesso. Postazione di controllo Aspo e cordone ombelicale Veicolo Figura 5 Schema di massima del ROV Alice

12 AUT/SAE A1/ Pag.12/ Postazione di controllo La postazione di controllo di Alice, illustrata in Figura 6, è stata pensata in modo da poter essere assemblata all interno del vano di carico di un veicolo commerciale di piccole dimensione o addirittura in ambienti di fortuna nell immediata prossimità del luogo di intervento. La sua caratteristica principale è quindi la facilità di trasporto ottenuta suddividendo l insieme in più componenti rapidamente collegabili e, singolarmente, di peso limitato. Postazione di controllo Armadio di alimentazione Alimentazione aspo Alimentazione ausiliari Alimentazione ALICE Plancia ALICE Elaboratore di terra Pulpito di comando Video operatore Console di navigazione Elaboratore sonar Video tracciati sonar Console registrazione Registratori Audio/Video Video telecamere Alimentatore di terra di ALICE Figura 6 Schema della stazione di controllo del ROV Alice Allo scopo di contenere l ingombro della parte in rame del cordone ombelicale e contemporaneamente eliminare dalle apparecchiature di bordo il trasformatore ed il raddrizzatore di alimentazione, si è deciso di alimentare il veicolo direttamente in corrente continua. È stato pertanto progettato un gruppo trasformatore / raddrizzatore in grado di erogare 10 A a 500 Vdc portando quindi a bordo veicolo, nel caso di un cordone ombelicale da 1000 m con una resistenza da 16 Ω, una tensione di 340 Vdc, sufficiente per il convertitore DC/DC di bordo a garantire 20 A a 120 Vdc. Questo a partire da un alimentazione trifase a 380 Vac 50 Hz. La realizzazione è stata effettuata in un robusto e compatto contenitore munito di manici e rotelle per la sua movimentazione similmente ad una carriola (vedi Figura 7). Sul portello anteriore sono presenti: interruttore magnetotermico (MAIN SWITCH) per alimentazione generale interruttore magnetotermico (220 Vac) per prese ausiliari (sottosistemi di console, sonar e videoregistrazione) pulsante (Vac ON) per avviare l alimentazione in corrente continua tre prese per ausiliari a 220 Vac per 800 VA totali

13 AUT/SAE A1/ Pag.13/18 strumento della tensione di alimentazione strumento della corrente assorbita pulsante a fungo di sicurezza Caratteristiche meccaniche elettriche Larghezza 500 mm Altezza 700 mm Profondità 250 mm Altezza con ruote 810 mm Profondità con maniglie 380 mm Peso 70 kg c.a Alimentazione 380 Vac 3 ph 50 Hz Tensione primaria uscita 500 Vdc Corrente primaria uscita 10 A Tensione ausiliari 220 Vac Potenza ausiliari 800 VA Figura 7 Alimentatore di terra Plancia ALICE La postazione di controllo di Alice è costituita da uno schermo piatto TFT integrato con l elaboratore. Questi è collegato tramite linea seriale all elaboratore di bordo e sempre con una linea seriale al microcontrollore della console a doppio joy stick e pulsantiera Elaboratore di terra È stato adottato un elaboratore con schermo piatto TFT integrato. Il microprocessore è un Pentium II a 133 MHz dotato di 16 MB di memoria RAM. È stata quindi prodotta una versione aggiornata del software di bordo a partire da quella a suo tempo approntata per il veicolo di taglia maggiore. Le principali differenze riguardano le modalità di colloquio con la console del pilota (doppio joystick e pulsantiera funzionale) che ora viene gestita localmente tramite un microprocessore dedicato connesso con linea seriale. Questa soluzione consente di eliminare completamente l uso della tastiera per la guida del veicolo, avendo predisposto su appositi pulsanti stagni a membrana le funzioni di accensione e spegnimento dei motori e dei vari dispositivi di bordo nonché il brandeggio delle telecamere e la variazione di potenza alle lampade Pulpito di comando La console di comando è dotata di due monitor per il controllo delle immagini subacquee e di due registratori (uno Digital Video ed uno super VHS) per la documentazione delle ispezioni

14 AUT/SAE A1/ Pag.14/ Sottosistema di tele operazione ALICE è caratterizzato e da una buona facilità di trasporto e da una operatività notevole in termini di raggio di azione e di profondità raggiungibile. Pertanto, per non penalizzare alcuno di questi aspetti, per l alimentazione ed il controllo del veicolo si è deciso di approntare due diversi spezzoni di cordone ombelicale: uno, da usarsi a mano ed in luoghi difficilmente raggiungibili con mezzi di trasporto meccanici, da 100 ed uno da 1000 m, più pesante ma in grado di garantire al veicolo la piena operatività L aspo Per la gestione di quest ultimo è stato necessario realizzare un apposito aspo capace cioè di avvolgere fino a 1000 m di cordone ombelicale. Nella Figura 8 ne sono riassunte le caratteristiche. Caratteristiche meccaniche elettriche Larghezza 500 mm Altezza 700 mm Profondità 250 mm Velocità avvolgimento 0 20 g/m Coppia max. 30 kg Peso 1800 kg con cavo Tensione alimentazione 380 Vac 3 ph 50 Hz Corrente max. assorbita 10 A n fibre 12 n conduttori 1.5 mm 2 3 n conduttori 0.25 mm 2 2 Figura 8 L aspo 3.3 Sottosistemi di bordo La progettazione di ALICE e dei suoi sottosistemi (vedi Figura 9) ha privilegiato la compattezza pur perseguendo il conseguimento della massima funzionalità. Come anzidetto in si è quindi optato per l alimentazione in corrente continua che ha consentito l eliminazione del trasformatore di bordo concentrando tutta l elettronica all interno di un unico contenitore a meno della parte elettro ottica, naturalmente (vedi Figura 11) Lo scafo ALICE è costituito da un telaio galleggiante in materiale plastico con nucleo in acciaio inox. Lo scafo è stato realizzato in modo che la parte galleggiante, costituita da due pani longitudinali, possa essere facilmente rimossa dal telaio così da facilitarne al massimo il trasporto anche senza l ausilio di mezzi meccanici. Sempre per facilitare le operazioni di smontaggio e rimontaggio del veicolo è stata adottata una soluzione che consentisse il passaggio del cordone ombelicale al centro del veicolo senza costituire una

15 AUT/SAE A1/ Pag.15/18 soluzione di continuità sul piano orizzontale superiore dello scafo con un conseguente indebolimento. In particolare è stato effettuato uno scasso laterale sul piano suddetto chiuso esternamente da una placca oscillante in acciaio inossidabile (vedi Figura 10) ed ancorato con viti: si può così portare l ombelicale al centro della parte superiore del veicolo ancorando la calza stringicavo oscillante e ripristinando poi la continuità strutturale chiudendo il passaggio Scatola di giunzione La scatola di giunzione è stata realizzata in un esecuzione particolarmente compatta in modo da renderne possibile il passaggio fino al suo alloggiamento (vedi Figura 10) con il criterio precedentemente esposto e senza rendere necessario praticare luci di passaggio troppo ampie nel piano superiore dello scafo. ALICE Scafo Telaio Galleggiante Gancio Scatola di giunzione Distribuzione alimentazione Convertitore DC/DC Elaboratore di bordo Controllo motori Sensori statici Sensori di navigazione Motori Sistemi video Brandeggio Lampade Videocamere Sistemi acustici Sonar Figura 9 - Sottosistemi di bordo di ALICE

16 AUT/SAE A1/ Pag.16/ Contenitore elettronica di bordo Nella progettazione di ALICE si è cercato di ridurre al minimo le dimensioni del veicolo compatibilmente con l operatività che si desiderava ottenere. Da ciò la scelta di alimentare il veicolo direttamente in corrente continua, in modo da eliminare il trasformatore di bordo, così che tutta l elettronica di bordo potesse essere contenuta in un unico contenitore, sempre e comunque impermeabile e resistente alla pressione. L alimentazione avviene comunque ad alta tensione, in maniera da minimizzare la caduta di potenziale attraverso il cordone ombelicale. Perciò nel contenitore è presente una serie di convertitori continua/continua per ottenere e distribuire le appropriate tensioni necessarie ai vari utilizzi. Particolarmente critico, stante le ridotte dimensioni che si è voluto dare alla realizzazione, il convertitore per l alimentazione dei motori a 120 V che distribuisce la maggior parte della potenza disponibile. Passaggio ombelicale Motore verticale Flottanti J.box Sonar Motore orizzontale Lampada Brandeggio Telecamera Figura 10 - Allestimento di ALICE Sempre ospitato da questo contenitore (vedi Figura 11) è l elaboratore di bordo, connesso con un collegamento seriale all elaboratore della postazione di controllo, che traduce i comandi del pilota in set point di velocità ai motori, livelli di luminosità alle lampade, posizioni dell organo di brandeggio. Provvede ad acquisire ed a trasmettere alla superficie alcune misure dall interno od all esterno dei contenitori. Più precisamente, da sensori interni: temperatura interna, umidità, direzione, dalla bussola, accelerazione assiale. Mentre da sensori esterni provengono:

17 AUT/SAE A1/ Pag.17/18 profondità, temperatura dell acqua, Motori Sono tre: un motore per la spinta in verticale e due per la spinta in orizzontale angolati di rispetto alla direzione di avanzamento in modo da consentire la manovrabilità Sottosistema video È rappresentato da due telecamere, una a colori ed una BN ad alta sensibilità assistite da due lampade ad intensità variabile Sottosistema acustico ALICE è dotato di un sottosistema sonar con due teste, una a largo raggio ed una profilatrice.

18 AUT/SAE A1/ Pag.18/18 4 CONCLUSIONI Il rapporto descrive struttura e funzionalità del veicolo subacqueo teleoperato (ROV) "ALICE" per l ispezione di ambienti angusti. Caratteristiche peculiari di "ALICE" sono la leggerezza, che lo rende facilmente trasportabile, anche a mano, per l accesso - ad esempio - a bacini o gallerie di impianti idroelettrici, e le ridotte dimensioni che gli consentono di essere operativo anche in tubazioni di un metro di diametro. Il sistema completo è stato positivamente collaudato in vasca, soddisfacendo pienamente le attese in termini di funzionalità dei sottosistemi di bordo e di manovrabilità, per quanto si è potuto verificare stanti le ridotte dimensioni dell ambiente di prova (vedi Figura 11, fotografia eseguita durante il collaudo). Figura 11 Collaudo in vasca di ALICE

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