科创中国

其他

 水是人类生命之源，但是神秘的水下世界却为人类资源开发和生产生活带来了极大的挑战。传统的水下作业通常是依赖潜水员携带作业设备下潜实施，但是水下环境复杂、未知因素较多，潜水员不仅作业效率低下，人身安全也难以得到有效保障。应用水下机器人来代替潜水员实现更加安全、高效、便捷的作业，在智能化社会快速发展的今天，显得尤为重要。

    水下机器人用途广泛，如水下搜救、水下清洗、管道检测、桥梁检测、水下侦察等，但我国目前仍处于起步阶段，产品类型较少，并以深海探测、消费娱乐用途为主，少数工业级产品可扩展性低、行业专用性差，难以满足不同行业用户多样化需求；部分产品以适应海洋环境为主、对内陆江河复杂水域情况适应性较差。为此，项目提出了水下机器人通用平台（Water-Crossing Robot，简称WaCro）的解决方案。

WaCro由陆上控制系统、脐带缆及线缆盘、机器人本体三大部分组成。陆上控制系统主要用于将作业人员指令转变为控制信号，并实时监控机器人本体在水下运行过程中的航向、深度、姿态等信息，同时其内置的供电模块为操纵系统、机器人本体等提供电力。机器人本体由载体结构、浮力部件、下位机、推进器等组成，载体结构主要用于搭载仪器设备；下位机用于实现机器人本体执行各种动作。脐带缆主要为机器人本体提供电力、传递操纵模块（上位机）的控制信号及水下传感器数据、视频或声呐图像等。

    通过总体布置优化，使得WaCro在具有良好的耐压、水密、低阻力、高推进效率等性能的同时，机器人本体也有较大的内部空间，能够根据用户的实际需要搭载不同仪器设备，具有良好的可扩展性。开展了水动力仿真及动力匹配技术研究，基于CFD数值仿真技术对机器人的水动力性能进行了优化分析，使得WaCro即使在内陆江河使用时也具有良好的流速适应性。根据水下机器人的运动特点，建立完善的运动控制系统，包括对机器人自身运动姿态、各类传感器、执行机构等的综合控制，使机器人具有良好的可操纵性、机动灵活性和实时性，可实现定向、定深航行等操作，解决了复杂环境影响下的智能控制难题。

   基于WaCro良好的可扩展性、环境适应性以及作业可靠性等性能，公司与陆军某部、中国消防救援学院、中设集团、北京精瑞科迈等多行业客户合作，拓展水下应急救援机器人、水下检测机器人、水下侦察机器人、斜管清洗机器人以及桥墩清洗机器人等多种产品，用于水下搜寻与救援、水下工程设施质量检测与清洗、水下排雷等领域。