【儀表網(wǎng) 產(chǎn)業(yè)報(bào)道】近日，由中國科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所主持的中科院A類先導(dǎo)項(xiàng)專項(xiàng)研發(fā)的深海底多功能移動(dòng)作業(yè)系統(tǒng)在我國南海進(jìn)行了海上試驗(yàn)。中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所精密驅(qū)動(dòng)與智能機(jī)器人團(tuán)隊(duì)參與了該項(xiàng)目，并提供了2套水下矢量推進(jìn)器，實(shí)現(xiàn)了深海底爬行式多功能移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)的入水出水定向、海水中調(diào)姿和海底爬行輔助推進(jìn)等多項(xiàng)功能，順利完成預(yù)定的各項(xiàng)任務(wù)和考核指標(biāo)。
深海底爬行式多功能移動(dòng)作業(yè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)最大工作水深4500米，可在深海底實(shí)現(xiàn)爬行作業(yè)，屬于有纜深海作業(yè)裝置。該裝置由光電纜提供電源動(dòng)力和長距離通信，然而在作業(yè)裝置的下放和回收過程中易由于海流和浪涌影響而產(chǎn)生不可控的旋轉(zhuǎn)，不僅有損壞光電纜的風(fēng)險(xiǎn)，而且可能導(dǎo)致作業(yè)裝置無法回收等嚴(yán)重問題。因此需要調(diào)姿系統(tǒng)時(shí)刻保持作業(yè)裝置的準(zhǔn)確航向，避免其翻轉(zhuǎn)、傾覆。
為保證深海底多功能作業(yè)系統(tǒng)在布放與回收時(shí)的姿態(tài)控制，寧波材料所精密驅(qū)動(dòng)與智能機(jī)器人團(tuán)隊(duì)將推進(jìn)和姿態(tài)調(diào)整功能集成到一個(gè)系統(tǒng)，研制了基于對(duì)轉(zhuǎn)雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的水下矢量推進(jìn)器。該推進(jìn)器使用永磁同步雙轉(zhuǎn)子電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)對(duì)轉(zhuǎn)螺旋槳，可解決傳統(tǒng)推進(jìn)裝置重量大、效率低、噪聲大、易側(cè)翻或側(cè)滾等問題，提高了水下作業(yè)裝置的平穩(wěn)性；矢量調(diào)姿系統(tǒng)采用三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)和直線驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)改變推進(jìn)方向，可顯著增強(qiáng)水下作業(yè)裝置的調(diào)姿靈活性和機(jī)動(dòng)性。
該團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)了深海電動(dòng)推桿、新型矢量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、對(duì)轉(zhuǎn)雙轉(zhuǎn)子直驅(qū)電機(jī)及基于碳化硅的高效率電機(jī)控制器等功能部件，攻克了深海環(huán)境下并聯(lián)機(jī)構(gòu)及推進(jìn)器的耐壓、防腐、密封等技術(shù)難題，完全實(shí)現(xiàn)了推進(jìn)器的國產(chǎn)化。研制的矢量推進(jìn)器額定功率3kW，額定輸出推力800N，電機(jī)效率達(dá)到82%以上；推進(jìn)器的矢量姿態(tài)調(diào)節(jié)角度最大達(dá)到±30°，通過調(diào)節(jié)左右2套推進(jìn)器的推力，可實(shí)現(xiàn)水下作業(yè)裝置的定向精度優(yōu)于0.1°。與傳統(tǒng)的單槳推進(jìn)器相比，該矢量推進(jìn)器具有效率高、推力大、可調(diào)姿、噪音低等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于水下潛航器、作業(yè)裝置等的推進(jìn)和調(diào)姿。
此次海試由探索二號(hào)試驗(yàn)船擔(dān)任母船，寧波材料所精密驅(qū)動(dòng)與智能機(jī)器人團(tuán)隊(duì)2名科研人員參航。水下矢量推進(jìn)器搭載于深海底爬行式多功能作業(yè)系統(tǒng)，完成了一系列功能與性能驗(yàn)證測試，達(dá)到了4500米級(jí)深海裝備標(biāo)準(zhǔn)，通過了現(xiàn)場海試專家組的考核，圓滿完成了試驗(yàn)任務(wù)。
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