中国首款“功能模块”理念智能水下机器人问世

飞羽

      近日从哈尔滨工程大学获悉，该校船舶工程学院大四学生李志富5人团队，在指导教师张铁栋带领下，依托水下机器人国防重点实验室，历时一年自主设计出国内首款“多功能智能水下机器人”，首次将“功能模块”理念应用于水下机器人领域。该款机器人可根据需要选择不同模块随时“换芯”、随时变身，可应对各种复杂水下作业。这款机器人近日获得首届“全国海洋航行器设计与制作大赛”实物制作类特等奖。该项目中自主研发应用的永磁式平面磁传动推进器、永磁式平面磁传动机械手、改装水密接插件均属国内首创，具有重要的推广价值。
       据该团队成员陶春泽介绍，现有水下机器人大都单体运作成本高，人们期待能设计出一款具有较高通用性和经济性的水下机器人，可满足不同任务的需求。为此，该团队创造性地首次将“功能模块”理念应用于水下机器人的研发中，设计出了这款具有多种功能的水下机器人。他们开发出了多种可供使用者选择的模块，并在机体上预留功能模块安装空间，用户可根据使用需求安装相关模块，真正实现一体多用。目前，该团队已开发出水下维修、水下考古、自主避障、海底光缆铺设等模块。下一步，他们还将添加“水质清理”模块，用于实验室水池水质净化、池壁维修检测等。
       目前的水下机器人推进器多采用轴传动和电磁耦合两类，存在着密封性能不好、可靠性低、效率低等不足。为此，该团队潜心研发设计出永磁式平面磁传动推进器，利用磁铁异性相吸的原理进行传动，以静密封替代传统动密封，避免了因动密封产生摩擦生热，大大提高了机器人可靠性，节约资源的同时也提高了效率。同时，使用永磁铁改变了电磁铁耗能与不稳定的弊端，具有能耗低、效率高、转动稳定等优点。水下环境复杂，压力大，为确保控制舱室密封性能，该团队还设计采用了圆柱形耐压舱结构，并自主设计了全新的水密接插件，同市场上现有成品水密接插件相比，该改装水密接插件成本仅为其1/20左右。（