浅谈妙趣横生的海底机器人

张楚楚

青岛二中 山东 青岛 266061

“潜鱼三号”是5600米级的自主水下机器人,这是我国科学家通过自主研发的第一台自主水下机器人。近期,“潜鱼三号”在东北太平洋根据预先制定的路线,在第一次全航程探险中,共坚持了整整50个小时,实现了我国深海科考的多个第一次。

“潜鱼三号”,身长约5.3米,具有尾巴和鳍,全身均为金黄色,放眼望去,就好像一条放大版的热带鱼。一般情况下,大部分自主式潜水器均设计成为回转体式,好比鱼雷艇一样,以对阻力进行大幅度减少。但是,回转体式这种造型设计,主要对平坦的海底进行适用,一旦遇到像太平洋凹凸不平的海底地形,在这种情况下,自主式潜水器的外观应设计成为扁平式,这样才能够对其在垂直面的阻力进行大幅度降低,便于回收潜器,同时能够有效提高潜器的抗风浪能力,即便海面出现浪高、风大的现象,偏平式的潜水器依然能够稳定的站立,就像不倒翁一样,不会出现翻肚皮现象。另外,科学家们只要利用手中的遥控器对“潜鱼三号”进行遥控,它便能够在海面中进行游动,然后渐渐靠近母船。

“潜鱼三号”是一条科技含量非常高的人造鱼,“潜鱼三号”全身上下都是宝贝,全副武装。

第一,在“潜鱼三号”的前面与后面,各配有一对鱼鳍,这正是它的推进器。两对水平舵板,好比鱼的鳍,能够保证潜水器处于平衡状态;而两对垂直的舵板,好比鱼的背鳍,能够保证潜水器自由地航行在水中。

第二,在“潜鱼三号”的鱼嘴处安有一个前视声呐,以促使潜水器可以观看到能前方的物体。那“潜鱼三号”如何观看到她左边的物体与右边的物体呢? 在“潜鱼三号”的鱼眼位置处通过安装水平槽道推进器便能够实现以上功能。在水平槽道推进器的作用下,潜水器能够左右水平移动,然后利用鱼嘴位置处的前视声呐进行观看。其中,“潜鱼三号”的“看”,即为对海底地形地貌的连续数据进行获取,然后还原数据,使其变为图像。针对以上数据,要想真正将其读懂,“潜鱼三号”需要返回至母船,然后由技术人员深入处理这些数据,以获取精细的图像。

第三,海底探测磁力仪安装在“潜鱼三号”1米长的尾巴上。通过利用尾巴,“潜鱼三号”通过对所在区域进行扫描后,便可以了解到是否存在活动的热液硫化物矿,具有何种三维结构等。

第四,“潜鱼三号”安有一台照相机,像素分辫率高约3890 x 2970.因为海底是非常黑暗的,所以在这台照相机中配有闪光灯,每隔6秒钟便可以拍摄一张照片。其中,为确保拍摄的无缝街接,每一张照片均与前一张照片与后一张照片存在约25%的重合,然后通过有效处理,便能够获取一张清晰、完整的海底图片。

在“潜鱼三号”全身配有多个环境传感器,即为“潜鱼三号”的耳朵,而“潜鱼三号”的各种智能算法,即为“潜鱼三号”的大脑。除此之外,“潜鱼三号”身上还带有不少小物件,例如,声通讯机,以实现与母船的联络;频闪灯、天线、长基线信标,以对“潜鱼三号”的海底位置进行明确;牵引环、起吊钩,以回收布放“潜鱼三号”等。

针对潜水器,其工作流程大致为：(1)入水;(2)遨游;(3)上浮;(3)回收。“潜鱼三号”是5600米级的自主水下机器人,这是我国科学家通过自主研发的第一台自主水下机器人,具有十分高的智能化水平。具体工作流程如下：

第1步：入水。入水必须要借助人力。通过利用吊车,操作人员将“潜鱼三号”放入水中,然后将“潜鱼三号”与吊车之间的联系予以解除,“潜鱼三号”便能向指定区域进行潜行。怎样进行下潜呢? 第一,依靠“潜鱼三号”的自重;第二,依靠“潜鱼三号”配置的下沉压载铁(约重30kg)。

第2步：：遨游。通过借助“潜鱼三号”分别安装在鱼眼、鱼鳍两处的推进器。通过依靠推进器,“潜鱼三号”能够实现多种动作,如旋转、后退、前进、垂直升降等。而电池是推进器主要的动力来源。当在海底中遨游过程中,如果遭遇磕碰,“潜鱼三号”的某处被碰坏怎么办呢? 不用担心,“潜鱼三号”具有自己医治病症的本领,即通过利用执行机构与大量传感器,自我检查损坏程度,同时将故障等级作为主要依据,选用相应的处置措施。假如碰坏的地方会对工作任务造成影响,“潜鱼三号”便会主动结束任务,最终上浮至水面;假如碰坏的地方不会对工作任务造成影响,仍然可以带病继续工作。

第3步：上浮。当完成全部工作任务以后,“潜鱼三号”便会将上浮压载铁自动抛掉,以使自重小于海水的浮力,且50米/每分钟的速度进行上浮。

第4步：回收。在上浮至海面以后,通过自身安置的定位系统,“潜鱼三号”能够向母船自动发送位置。操作人员通过利用遥控器对推进器进行控制,“潜鱼三号”能够在母船周围进行游动,然后通过利用抛绳,最后会回收到母船上。

通过执行以上流程,“潜鱼三号”就此完成一次“海底遨游之旅”。