“驭浪者”“海面巡逻员”问世

来源 : 学历在线网 2019-12-10 10:33:00

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　　“驭浪者”“海面巡逻员”问世

　　8月的大连海域，由于“利奇马”台风过境，海面风高浪急，我校船舶工程学院科研团队研制的水面机器人“驭浪者”亮黄色的身影为恶劣天气增添了一抹亮色，作为国际首创的“不挑食”，完全自主依靠在线风能、光能和波浪能等复合自然能驱动航行的海洋机器人，它经受住连日强风、阴雨的考验，无故障工作10余天。

　　“驭浪者”号自然能驱动水面机器人由5.5米长的双体船型组成，海试过程中， “驭浪者”的机动性能、自主控制精度、负载能力达到了设计指标，并观测获得试验海域的波浪、海流、风、气象、光照等多环境参数，为未来装备应用奠定了扎实的软硬件基础。

　　“驭浪者”号自然能驱动水面机器人在大连海域进行试验(2019.8)

　　常规海洋机器人如水面机器人(USV)、水下机器人(UUV)、遥控潜水器(ROV)等，一般采用燃油或电池作为动力源，航程受制于所携带的有限能源，难以在线补给，造成续航力短、作业范围小的弊端，这对于长期的海洋观测、科学研究、情报侦察等任务来说，存在作业效能低、成本高昂、覆盖范围小等突出问题。为满足长期化、网络化的实时海洋观测任务，目前世界各国“各显神通”，纷纷把目光投向研制更大航程、更长航时、更低运维成本的海洋机器人项目中。可在线捕获海洋环境能量、续航力长达数月的新概念海洋机器人——自然能驱动型机器人(NEDUMV)应运而生。

　　“驭浪者”寓意海洋机器人“乘风驭浪”——乘风，利用风能;驭浪，利用波浪能;也彰显了科研团队迎难而上、驾浪弄潮的气魄。历经3年的不懈努力，2019年7月，我校水下机器人技术国家级重点实验室自主研发出国际首套采用风光波三类自然能复合驱动模式的海洋机器人“驭浪者”号，且该机器人自持力不少于90天、载荷能力不少于50瓦。与国内外现有的风力、纯光伏、波浪、温差等自然能驱动型机器人相比，“驭浪者”的航速更稳定、可控;能量有冗余、更稳健;以十米量级航迹跟踪精度高于现有自然能驱动型机器人十倍甚至百倍。“驭浪者”的问世，为海洋科学研究、水文气象观测、情报侦察等国家以及行业需求提供了一种新的技术手段和装备，有力支撑海洋科学研究、建设“透明海洋”及维护海洋安全。

　　科研团队在IEEE TIE、IEEE JOE、AMM、OE、CEP、APOR等国际著名SCI期刊发表论文10余篇，获批国家出版基金资助专著1部，授权(受理)发明专利20余项、获得软著登记10余项。

　　2016年以来，廖煜雷副教授首提原型概念与研究方案，在国家自然科学基金等项目持续支持下，研究团队逐步解决了自然能驱动水面机器人的风光波异质自然能复合驱动装置机理分析及设计、动力学分析与系统耦合优化设计、高抗扰运动控制算法、路径规划与航迹跟踪方法、弱观测海洋环境下多源目标感知算法等关键技术问题。2018年4月，研制出原理样机，并完成波浪推进、自航、航向控制等水池试验，风光混合驱动、操纵性、运动控制等湖上试验验证。2019年7月，研制出工程样机，在大连海域完成了风光波自然能复合驱动、长航时运行、自主航迹跟踪、自主环境观测等功能验证。

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