近日從哈爾濱工程大學獲悉,該校船舶工程學院大四學生李志富5人團隊,在指導教師張鐵棟帶領下,依托水下機器人國防重點實驗室,歷時一年自主設計出國內首款“多功能智能水下機器人”,首次將“功能模塊”理念應用于水下機器人領域。該款機器人可根據需要選擇不同模塊隨時“換芯”、隨時變身,可應對各種復雜水下作業。這款機器人近日獲得首屆“全國海洋航行器設計與制作大賽”實物制作類特等獎。
該項目中自主研發應用的永磁式平面磁傳動推進器、永磁式平面磁傳動機械手、改裝水密接插件均屬國內首創,具有重要的推廣價值。
據該團隊成員陶春澤介紹,現有水下機器人大都單體運作成本高,人們期待能設計出一款具有較高通用性和經濟性的水下機器人,可滿足不同任務的需求。為此,該團隊創造性地首次將“功能模塊”理念應用于水下機器人的研發中,設計出了這款具有多種功能的水下機器人。他們開發出了多種可供使用者選擇的模塊,并在機體上預留功能模塊安裝空間,用戶可根據使用需求安裝相關模塊,真正實現一體多用。目前,該團隊已開發出水下維修、水下考古、自主避障、海底光纜鋪設等模塊。下一步,他們還將添加“水質清理”模塊,用于實驗室水池水質凈化、池壁維修檢測等。
目前的水下機器人推進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,該團隊潛心研發設計出永磁式平面磁傳動推進器,利用磁鐵異性相吸的原理進行傳動,以靜密封替代傳統動密封,避免了因動密封產生摩擦生熱,大大提高了機器人可靠性,節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定的弊端,具有能耗低、效率高、轉動穩定等優點。水下環境復雜,壓力大,為確??刂婆撌颐芊庑阅?,該團隊還設計采用了圓柱形耐壓艙結構,并自主設計了全新的水密接插件,同市場上現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。