Control de un barco propulsado por chorro de agua.

Procedimiento para corregir el efecto negativo de una alteración sobre los datos de rumbo proporcionados por un sensor de rumbo de una embarcación

, que comprende:

medir una cantidad de error de medición inducido por el efecto de por lo menos una alteración sobre por lo menos uno de entre datos de rumbo x, y, y z de un sensor de rumbo;

adquirir por lo menos uno de entre datos de rumbo x, y, y z del sensor de rumbo;

determinar si está produciéndose dicha por lo menos una alteración;

corregir los datos de rumbo al producirse la alteración añadiendo un valor de corrección a los datos de rumbo que compensa la cantidad medida de error de medición inducido por la alteración;

producir los datos de rumbo corregidos como un rumbo calculado para el control del rumbo de la embarcación.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E11176084.

Solicitante: ROLLS-ROYCE NAVAL MARINE INC.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 110 NORFOLK STREET WALPOLE, MA 02081 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: BARRETT,Andrew,F, JEFFERSON,James,R.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > CONTROL; REGULACION > SISTEMAS DE CONTROL O DE REGULACION DE VARIABLES... > G05D1/00 (Control de la posición, del rumbo, de la altitud o de la actitud de vehículos terrestres, acuáticos, aéreos o espaciales, p. ej. piloto automático (sistemas de radionavegación o sistemas análogos que utilizan otras ondas G01S))
  • SECCION G — FISICA > CONTROL; REGULACION > SISTEMAS DE CONTROL O DE REGULACION DE VARIABLES... > Control de la posición, del rumbo, de la altitud... > G05D1/02 (Control de la posición o del rumbo por referencia a un sistema de dos dimensiones)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > BUQUES U OTRAS EMBARCACIONES FLOTANTES; SUS EQUIPOS > PROPULSION O GOBIERNO MARINO (propulsión de vehículos... > Propulsión por chorro, es decir, utilizando el principio... > B63H11/107 (Control de la dirección del fluido propulsivo)
  • SECCION G — FISICA > COMPUTO; CALCULO; CONTEO > COMPUTADORES ANALOGICOS (dispositivos de cálculo... > Dispositivos en los que la operación de cálculo... > G06G7/70 (para vehículos, p. ej. para la determinación de la carga admisible de buques)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > BUQUES U OTRAS EMBARCACIONES FLOTANTES; SUS EQUIPOS > PROPULSION O GOBIERNO MARINO (propulsión de vehículos... > Gobierno; Disminución de marcha utilizando medios... > B63H25/46 (Gobierno o anclaje dinámico por chorros)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > BUQUES U OTRAS EMBARCACIONES FLOTANTES; SUS EQUIPOS > PROPULSION O GOBIERNO MARINO (propulsión de vehículos... > B63H25/00 (Gobierno; Disminución de marcha utilizando medios distintos a los elementos propulsores (empleando tuberías o collares portahélices regulables para gobernar B63H 5/14; utilizando unidades de propulsión fueraborda instaladas de forma amovible B63H 20/00 ); Anclaje o amarre dinámico, es decir, posicionamiento de los buques por medio de elementos propulsores auxiliares o principales (anclajes no dinámicos B63B 21/00; equipo para reducir el balanceo u otros movimientos molestos del buque por ayuda de un chorro o hélices auxiliares B63B 39/08))
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > BUQUES U OTRAS EMBARCACIONES FLOTANTES; SUS EQUIPOS > PROPULSION O GOBIERNO MARINO (propulsión de vehículos... > Gobierno; Disminución de marcha utilizando medios... > B63H25/04 (de funcionamiento automático, p. ej. sujetos a la brújula)

PDF original: ES-2456368_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Control de un barco propulsado por chorro de agua.

Antecedentes La presente invención se refiere al control de un barco propulsado por chorro de agua. Los barcos propulsados por chorro de agua de este tipo son conocidos y pueden oscilar en su tamaño desde pequeñas embarcaciones particulares hasta botes de hasta 75 pies de longitud, o barcos con un tamaño incluso más grande.

Un barco accionado por chorro de agua se mueve a través del agua acelerando una corriente de agua a través de una tobera, moviendo así el barco en reacción a la corriente acelerada de agua. La tobera puede fijarse a la parte trasera del barco y dirigirse para producir fuerzas laterales en el barco que se utilizan para dirigir el barco. El chorro de agua está o bien en funcionamiento y bombeando agua o bien no está en funcionamiento ni bombeando agua. También pueden usarse múltiples chorros de agua/toberas. La tobera en la parte trasera del barco también está equipada habitualmente con un álabe de inversión que, cuando está activado, redirige parte o todo el flujo de tobera para producir una componente invertida de empuje en el barco. Un propulsor de chorro de agua también puede posicionarse en o cerca de la proa del barco con su eje esencialmente perpendicular al eje proa-popa del barco para producir fuerzas laterales en la proa del barco. En combinación, el álabe de inversión de tobera trasera y el propulsor de proa pueden usarse para simultáneamente maniobrar la embarcación en cualquier rumbo o dirección deseados.

El barco puede estar equipado con una palanca de mando de múltiples ejes que permite al operario controlar simultáneamente el ángulo de tobera, la posición del álabe de inversión, y los propulsores de proa. El movimiento hacia delante y atrás de la palanca de mando activa el álabe de inversión. El movimiento lateral de la palanca de mando activa el propulsor de proa, y el ángulo de tobera se controla mediante un movimiento de giro de la palanca de mando.

La patente US no 6.234.100 concedida a Fadeley, con fecha de 22 de mayo de 2001, da a conocer un Stick Control System For Waterjet Boats y la patente US no 6.230.642 concedida a McKenney, con fecha de 15 de mayo de 2001 da a conocer un Autopilot Based Steering and Maneuvering System For Boats. La solicitud de patente US no 2003/0054707 concedida a Morvillo, con fecha de 20 de marzo de 2003, da a conocer un Integral Reversing and Trim Deflector and Control Mechanism y la solicitud de patente US no 2003/0079668 concedida a Morvillo, con fecha de 1 de mayo de 2003 da a conocer un Method and Apparatus for Controlling A Waterjet Driven Marine Vessel. Estas dos patentes y dos solicitudes de patente son incorporadas a la presente memoria como referencia.

En el documento US no 3.974.792 A, que es considerado la técnica anterior más próxima, es divulgada una unidad de perforación controlada direccionalmente, semisumergible. Esta unidad de perforación divulgada está compuesta sustancialmente por un casco superior simplificado sumergible, propulsores transversales para el control direccional de la unidad y hélices de propulsión en serie en el casco sumergible que se hacen funcionar mediante un sistema de control para mantener la estación sobre la boca de pozo en un rumbo óptimo para minimizar las fuerzas del medio, tales como el viento, la corriente y la acción del oleaje. La unidad de perforación y el procedimiento para su funcionamiento según el documento US no 3.974.792 pueden ser adaptados a otras operaciones marítimas en las que se requiere estabilidad y en las que el trabajo que es desarrollado no depende del rumbo de la embarcación.

El documento US no 3.867.712 A divulga un filtro de adaptativo. Este filtro adaptativo es utilizado para atenuar los componentes de señal en una banda de frecuencia que presenta un ancho de banda independientemente variable y una frecuencia central mientras se introducen un cambio de fase y una demora mínimos en los componentes de señal fuera de la banda de frecuencia. El filtro adaptativo puede ser utilizado ventajosamente en una estación automática que mantiene o ubica el aparato para un barco.

Son divulgados un procedimiento y un sistema para maniobrar un objecto móvil mediante el documento EP 365 301 A1. El procedimiento de maniobra móvil comprende establecer un punto de destino, en el que es calculado en tiempo real un valor de propulsión que minimiza o maximiza un índice de rendimiento asociado con una o más variables de estado y la propulsión requerida para que el objeto móvil alcance el punto de destino y que considera las condiciones no lineales inherentes al objeto móvil, tal como un barco. El barco es desplazado sobre la base del valor de propulsión calculado.

A pesar del grado de control ofrecido por estos sistemas de control de dirección y maniobra, sigue existiendo la necesidad de un sistema de control que mejore los algoritmos de control para proporcionar un sistema de control más predecible que sea de funcionamiento más intuitivo.

Sumario de la invención Un procedimiento para corregir el rumbo de una embarcación, incluye medir una cantidad de error inducida por el efecto de al menos una alteración en al menos uno de datos de rumbo x, y y z a partir de un sensor de rumbo, adquirir al menos uno de datos de rumbo x, y y z a partir de un sensor de rumbo, determinar si la al menos una

alteración se está produciendo, corregir los datos del rumbo al producirse una alteración añadiendo un factor al rumbo que compensa la cantidad medida de error inducido por la alteración y proporcionar los datos correctos del rumbo para el control del rumbo de la embarcación.

Breve descripción de los dibujos La figura 1 es un diagrama de flujo lógico para una primera realización de la presente invención;

la figura 2 es un diagrama de flujo lógico para una segunda realización de la presente invención;

la figura 3 es un diagrama de flujo lógico para una tercera realización de la presente invención;

la figura 4 es un diagrama de flujo lógico para una cuarta realización de la presente invención;

la figura 5 es un diagrama de flujo lógico para una quinta realización de la presente invención;

la figura 6 es un diagrama de flujo lógico para una sexta realización de la presente invención; y

la figura 7 es un diagrama de flujo lógico para una séptima realización de la presente invención.

Descripción de la invención La presente invención incluye diversos procedimientos de control para controlar el barco propulsado por chorro de agua. Estos procedimientos pueden utilizarse individualmente o en combinación con uno o varios de los demás procedimientos de control para controlar el barco. En la realización preferida, el sistema de control incluirá diversos o todos los diversos procedimientos de control.

Estos procedimientos de control pueden incorporarse en el controlador que controla la activación de la tobera, el álabe de inversión y el propulsor de proa del barco y en utilización, funcionarán como se describe más abajo, y pueden realizarlo teniendo en cuenta la entrada del operario, datos de movimiento del barco y otros datos recopilados o parámetros operativos deseados. En todos los procedimientos, también pueden utilizarse dispositivos de empuje alternos. Los procedimientos pueden utilizarse con una embarcación que presente uno o más conjuntos de tobera y álabe de inversión, que puedan controlarse al unísono o de manera independiente.

Mantener el rumbo de una embarcación Un problema con los sistemas actuales de control de chorro de agua del tipo al que se ha hecho referencia anteriormente es su incapacidad para mantener el rumbo de manera eficaz. Para ser más viable desde un punto de vista comercial, el sistema... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para corregir el efecto negativo de una alteración sobre los datos de rumbo proporcionados por un sensor de rumbo de una embarcación, que comprende:

medir una cantidad de error de medición inducido por el efecto de por lo menos una alteración sobre por lo menos uno de entre datos de rumbo x, y, y z de un sensor de rumbo;

adquirir por lo menos uno de entre datos de rumbo x, y, y z del sensor de rumbo; 10 determinar si está produciéndose dicha por lo menos una alteración;

corregir los datos de rumbo al producirse la alteración añadiendo un valor de corrección a los datos de rumbo que compensa la cantidad medida de error de medición inducido por la alteración; 15 producir los datos de rumbo corregidos como un rumbo calculado para el control del rumbo de la embarcación.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicha por lo menos una alteración afecta a uno de entre los datos x, y, y z y los datos de rumbo son corregidos añadiendo el valor de corrección al afectado de entre los datos x, 20 y, y z.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, en el que dicha por lo menos una alteración afecta a por lo menos dos de entre los datos x, y, y z y los datos de rumbo son corregidos añadiendo el valor de corrección a los afectados de entre los datos x, y, y z.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende:

determinar el valor de corrección basándose en por lo menos un eje que no resulta alterado por la alteración.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el sensor de rumbo es un sensor de rumbo magnético y la alteración es por lo menos una de entre: el funcionamiento de un propulsor de proa de la embarcación, el funcionamiento de un álabe de inversión de la embarcación, y el funcionamiento de otro equipo eléctrico de la embarcación.