近日從哈爾濱工程大學(xué)獲悉,該校船舶工程學(xué)院大四學(xué)生李志富5人團(tuán)隊,在指導(dǎo)教師張鐵棟帶領(lǐng)下,依托水下機(jī)器人國防重點實驗室,歷時一年自主設(shè)計出國內(nèi)首款“多功能智能水下機(jī)器人”,首次將“功能模塊”理念應(yīng)用于水下機(jī)器人領(lǐng)域。該款機(jī)器人可根據(jù)需要選擇不同模塊隨時“換芯”、隨時變身,可應(yīng)對各種復(fù)雜水下作業(yè)。這款機(jī)器人近日獲得首屆“全國海洋航行器設(shè)計與制作大賽”實物制作類特等獎。
該項目中自主研發(fā)應(yīng)用的永磁式平面磁傳動推進(jìn)器、永磁式平面磁傳動機(jī)械手、改裝水密接插件均屬國內(nèi)首創(chuàng),具有重要的推廣價值。
據(jù)該團(tuán)隊成員陶春澤介紹,現(xiàn)有水下機(jī)器人大都單體運作成本高,人們期待能設(shè)計出一款具有較高通用性和經(jīng)濟(jì)性的水下機(jī)器人,可滿足不同任務(wù)的需求。為此,該團(tuán)隊創(chuàng)造性地首次將“功能模塊”理念應(yīng)用于水下機(jī)器人的研發(fā)中,設(shè)計出了這款具有多種功能的水下機(jī)器人。他們開發(fā)出了多種可供使用者選擇的模塊,并在機(jī)體上預(yù)留功能模塊安裝空間,用戶可根據(jù)使用需求安裝相關(guān)模塊,真正實現(xiàn)一體多用。目前,該團(tuán)隊已開發(fā)出水下維修、水下考古、自主避障、海底光纜鋪設(shè)等模塊。下一步,他們還將添加“水質(zhì)清理”模塊,用于實驗室水池水質(zhì)凈化、池壁維修檢測等。
目前的水下機(jī)器人推進(jìn)器多采用軸傳動和電磁耦合兩類,存在著密封性能不好、可靠性低、效率低等不足。為此,該團(tuán)隊潛心研發(fā)設(shè)計出永磁式平面磁傳動推進(jìn)器,利用磁鐵異性相吸的原理進(jìn)行傳動,以靜密封替代傳統(tǒng)動密封,避免了因動密封產(chǎn)生摩擦生熱,大大提高了機(jī)器人可靠性,節(jié)約資源的同時也提高了效率。同時,使用永磁鐵改變了電磁鐵耗能與不穩(wěn)定的弊端,具有能耗低、效率高、轉(zhuǎn)動穩(wěn)定等優(yōu)點。水下環(huán)境復(fù)雜,壓力大,為確保控制艙室密封性能,該團(tuán)隊還設(shè)計采用了圓柱形耐壓艙結(jié)構(gòu),并自主設(shè)計了全新的水密接插件,同市場上現(xiàn)有成品水密接插件相比,該改裝水密接插件成本僅為其1/20左右。