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全国产深海“钢铁臂”成为科学家在万米海底的“左膀右臂”
来源:央视网 2017/11/26 19:15:44
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导读: 我国自主研发的万米载人潜水器预计2020年,在世界海洋最深的马里亚纳海沟10000米进行深潜,如果海试成功,潜器将具备覆盖全球海洋100%海域的作业能力。”  机械手指在深海的每一个动作,都要牵扯6个关节协同合作,不仅要有强劲的臂力,还要有灵活的手腕。

央视网消息:我国自主研发的万米载人潜水器预计2020年,在世界海洋最深的马里亚纳海沟10000米进行深潜,如果海试成功,潜器将具备覆盖全球海洋100%海域的作业能力。目前,全新一代的机械手已经完成测试,在不久的将来会应用于万米载人潜水器,成为科学家在万米海底的左膀右臂。

面前这个大家伙就是全新一代的载人潜水器机械手,就像人的手臂,它也有多个关节和大大的手指,全金属的外观颇有点钢铁侠的味道。它安装在潜水器的前部,由舱内潜航员控制,可以完成很多高难度的动作。

全海深机械手研制项目负责人 张奇峰:“没有这个机械手的话,很多事潜水器是做不了的,只能做水下的观察和调查。有了潜水器之后,像人在陆地上干这些活,都要依靠这个机械手来完成,可以进行水下的布放、拾取,以及采样。”

究竟全新一代的机械手可以完成多精细的工作呢?

全海深机械手研制项目主任设计师 霍良青:“作业精度能达到2厘米,可以操作一个探针插到一个小孔里面,然后它有末端夹钱的六个自由度的一个操作能力。”

目前,机械手通过了6000米的深海测试,以此为基础,将继续升级改造,为2020年的万米深潜做准备。

全新机械手:臂力强 手腕稳 动作滑

在千米甚至万米的深海,不论在陆地多么强韧的物体都将承受成千上万顿的压强,潜水器的机械手臂完全暴露在深海中,不仅要耐压,还要进行精密操作,这给科研人员带来了前所未有的挑战。

我们平常做饭使用的高压锅,大约为1.1个大气压的压强,到了一万米的深海,压强增加到917个,如此大的重压下,机械手臂首先要克服的就是“血流不畅”。在陆地上,温度高的时候油是稀的,但是万米深海,温度和压力让油变粘稠,直接造成的后果就是机械手行动缓慢甚至不动了,所科研人员只能寻找一种全新的液压油,给机械手臂换血,使得它在海底也可以自由活动。但是仅仅能活动还不够,动作还要稳定流畅。

全海深载人潜水器机械手课题负责人 张奇峰:“其实不光是换血液,还要重新设计它的管路,让它的通油能力更强一些,才能实现它的,在万米环境下的一个顺畅的动作。”

机械手指在深海的每一个动作,都要牵扯6个关节协同合作,不仅要有强劲的臂力,还要有灵活的手腕。

技术攻关:深海“钢铁臂”全国产

作为潜水器最重要的部件之一,万米载人潜水器的机械手,是全世界深海工程的科研重点和难点,之前蛟龙号7000米深潜,使用的就是全进口的机械手,而到了万米,中国人决定自己造。

全海深载人潜水器机械手课题负责人 张奇峰:“实际上机械手里面最两大核心的部件,一个就是我的肘摆的关节,就是应该是这个手里面的第四关节;另外一个核心的关节就是这个腕转的关节。这两个核心部件里面,如果是用进口机械手的话,我们曾经评估过,这两个手的价格就相当于整机的一半。”

蛟龙号的机械手受制于人,成本高,维修难。科研人员用了6年时间,突破核心技术,造出了国产“手臂”。初代手臂,用科学家的话来说就是:手抖。虽然外观和国外的手臂很相似,但是传感器却不太行,低速运转时,手臂总是抖动。深海的生物大多脆弱敏感,手一抖,生物都碎了,科研人员在控制系统猛下功夫,让国产机械手外表强劲耐压,而且温柔细心。

全海深载人潜水器机械手课题负责人 张奇峰:“目前我们的机械手现在的整个状态已 经和国际先进的机械手产品应该是相当水平的程度,应该是达到了世界并跑的水平了。”

原标题:全国产深海“钢铁臂”成为科学家在万米海底的“左膀右臂”

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