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本作品旨在研制一種利用水聲遙控方式控制的水下機(jī)器人驗(yàn)證機(jī)，該技術(shù)涉及到多學(xué)科領(lǐng)域。水聲遙控系統(tǒng)采用性能優(yōu)異的水聲信道編碼技術(shù)，使得水聲遙控可靠性得到顯著提高。通過所建立的動(dòng)力分配數(shù)學(xué)模型，控制8個(gè)推進(jìn)器電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)速度。在人工操控條件下控制驗(yàn)證機(jī)的姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)，使載體更加適應(yīng)機(jī)器人水下作業(yè)。

在海上石油開采、海洋礦藏資源調(diào)查、海底地形地貌測量、海上救撈作業(yè)、海底管道和電纜的敷設(shè)與檢查、海上軍事作戰(zhàn)等領(lǐng)域中，水下機(jī)器人是一不可替代的有效工具。ROV和AUV是兩種最為基本的水下機(jī)器人類型。盡管水下機(jī)器人從誕生到現(xiàn)在已經(jīng)60多年了，彼此平行發(fā)展而不能很好的相互借鑒、相互補(bǔ)充。造成這種平行發(fā)展的基本原因就在于水下與水面之間的通信技術(shù)。ROV是高可靠性的有纜傳輸，AUV完全自主。如果AUV能夠與水面控制中心能夠通信的話，無疑會(huì)提高AUV的性能。本作品的基本目的就在于尋求一種可靠性高的水聲通信方法使AUV與水面控制中心能夠建立起數(shù)據(jù)的通信。至少在AUV在巡航期間或作業(yè)期間出現(xiàn)異常，例如AUV對(duì)海洋環(huán)境的變化不適應(yīng)而導(dǎo)致的異常，水面控制中心能夠及時(shí)掌握AUV的當(dāng)前狀態(tài)并控制或調(diào)整AUV進(jìn)入正常的工作狀態(tài)；如果AUV具有這樣的通信能力，通過水聲遙控可以輔助AUV更好的應(yīng)對(duì)千變?nèi)f化的海洋環(huán)境而有效的完成預(yù)定任務(wù)。除應(yīng)用于軍事目的AUV需要隱蔽之外，其余AUV配有水聲通信不但可以提高其性能，開可以縮短AUV的研制周期、降低AUV研制或工程化應(yīng)用成本。
為了更好的驗(yàn)證水聲遙控技術(shù)的可靠性，我們將制作一個(gè)小型水下機(jī)器人動(dòng)力平臺(tái)，通過水聲遙控的方式控制它的航行。8軸推進(jìn)器動(dòng)力系統(tǒng)與推進(jìn)器動(dòng)密封問題都是在動(dòng)力平臺(tái)制作過程中所遇到問題而引發(fā)的聯(lián)想。
創(chuàng)新點(diǎn):
(1)采用具有良好的抗噪聲、抗多途性能的調(diào)頻信號(hào)水聲信道編碼技術(shù)，并可以使用簡單、可靠的解碼系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理。驗(yàn)證機(jī)利用該信道編碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)水面與水下的半雙工通信。下行信道傳輸遙控指令，上行信道傳輸驗(yàn)證機(jī)狀態(tài)信息。
(2)隨水下深度增加推進(jìn)器旋轉(zhuǎn)軸徑向密封壓力增加的動(dòng)密封技術(shù)，且機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，降低了成本，提高了密封材料使用壽命。
(3)8軸推進(jìn)器動(dòng)力系統(tǒng)在水下作業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用而使得驗(yàn)證機(jī)姿態(tài)可以靈活改變，降低對(duì)作業(yè)機(jī)械手臂的性能要求。結(jié)合良好人機(jī)交互的控制模式，提高水下機(jī)器人作業(yè)效率。

第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品 二等獎(jiǎng)
2011年5月在某校“五四杯”大學(xué)生科技創(chuàng)新競賽中獲一等獎(jiǎng)