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国产深海机械手完成水下6000米测试,2020年将挑战万米

2018-12-06 08:21:00 栏目 : 科学技术 围观 : 评论

近日,中国自主研制的海底1万米潜水器的机械手完成了6000米的深海测试工作。该万米载人潜水器是由中国船舶科学研究中心牵头研制的,预计于2020年在世界最深的马里亚纳海沟进行10000米的深潜测试,如果成功,它将成为世界上下潜深度最大,最先进的潜水器之一,并且具备覆盖全球海洋100%海域的作业能力。

国产深海机械手完成水下6000米测试,2020年将挑战万米

机械手是潜水器的重要部件,水下观察任务中的布放、拾取以及采样都要靠机械手来完成。说到深海载人潜水器,就不能不提“蛟龙号”,它是我国自行设计、自主集成研制的载人潜水器,2012年6月,蛟龙号在马里亚纳海沟创造了下潜7062米的中国载人深潜纪录,同时也是世界同类作业型潜水器最大下潜深度纪录。

但是,在7000米的深潜任务中,蛟龙号使用的是全进口的机械手,所以研究团队立志在2020年的万米测试中,使用完全国产的机械手,取得技术突破。据驾驶蛟龙号完成深海测试的“载人深潜英雄”付文韬回忆,在下潜到海底7062米时,他打开了潜水器的灯光照明系统,以观察海底动物爬行的痕迹,而机械手出现了反应动作慢且有较大延时的现象,好在他沉着应对才没有空手而回。

在极端的深海环境,潜水器的机械手完全暴露在水中,耐压的同时还要进行精密操作,而温度和压力会让油变得粘稠,这也是导致机械手出现延时甚至故障的原因。机械手在海底要面对917个大气压的压强,对比我们平时做饭用的高压锅只有1.1个。

国产深海机械手完成水下6000米测试,2020年将挑战万米

在这次的测试中,研究人员吸取了上一次的经验,找到了一种全新的液压油,它具有低含气率、低含水率、少固体微粒等特点,并且在注油时施加了一定的正压力,同时采用真空注油和高压注油相结合的方法,达到深海液压系统使用要求。

这样一来,机械手在海底也能实现自由活动,而且为了更好地完成采集任务吗,它的动作还要保持稳定流畅。据机械手的研发人员介绍,该机械手的作业精度能达到2厘米,可以把一个探针插到一个小孔里面,其末端夹具有六自由度的操作能力。

国产深海机械手完成水下6000米测试,2020年将挑战万米

在机械手的设计研制中,两大核心部件分别是肘摆的关节和腕转的关节,如果采用进口机械手,其价格就相当于整机的一半。之前蛟龙号的机械手就受制于人,不仅成本高而且维修起来也非常困难。

为了造成国产机械手,研究团队用6年时间突破关键技术,解决了传感器在低速运转时会抖动等诸多难题,使国产机械手达到了世界领先水平,外壳耐压,操作精准。目前,机械手已经通过6000米的测试,下一步将继续升级改造,目标就是2020年的万米深潜试验。

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