ROV設計之推進系統(tǒng)
推進系統(tǒng)現(xiàn)在主要分為電動液壓或者電動。一般來講,電動液壓機器人的重量和低功效的情況可以通過控制其重量在227kg以下來解決。當然更大的水下機器人,無論怎樣,它有簡單,易于包裝,功能性強,可靠性高和低噪音的優(yōu)點。當然如果不考慮在商業(yè)操作中實用性的限制,當考慮使用ROV完成任務時,電動液壓機器人內在的高聲學噪音可能是非常重要的,特別是用于軍事水雷排查任務時。
典型的電驅動推進系統(tǒng)的每個推進器都使用獨立的電動馬達,盡管多個輸出變速箱可以被一個馬達驅動。在小型ROV中電動推進系統(tǒng)有非常明顯的重量優(yōu)勢。
推進單元種類包括
帶有定速馬達的連續(xù)螺距推進器
變頻交流驅動推進器
帶有雙極減速齒輪的交直流兩用馬達
無刷直流電動
永磁電刷式電動機?
ROV可以被認為是一艘小型拖船,推進器必須傾斜安裝以獲得最好的系纜拉力,本質上就是推進器的最大靜態(tài)推力。但是我們必須小心使用系纜拉力來決定推進器的需要??紤]系統(tǒng)效率的時候必須考慮到推進器的輸出會隨著速度的增加而減少的事實。最佳的傾斜安裝方案決定了機器人的速度。因此,聰明的工程師會根據(jù)期望的水下機器人的速度使用備選推進器的設計曲線來決定推進器的尺寸和位置。
由于推進器周邊的水環(huán)境,本質上是入口速度,將影響推進器的輸出,因此推進器的位置非常重要。因此,水下機器人框架上的推進器的位置不是簡單的捆綁問題。推進器尺寸和位置應該根據(jù)整個系統(tǒng)來考慮,包括推進器和其他子系統(tǒng)使用的能量平衡,以確保在極端情況下任何一個系統(tǒng)不會搶占另一個系統(tǒng)需要的輸出能量。
推進器有不同的尺寸和配置,有電驅動的或液壓驅動,通過直接驅動或者齒輪驅動,帶或不帶遮蔽物或者管道。一般的來講,大多數(shù)推進器都有導管或者短管噴嘴來增加輸出效率。
市場宣傳資料顯示的輸出馬力范圍從30到100磅每軸馬力輸入。很明顯,為了達到最佳的性能,推進器的設計曲線應該根據(jù)系統(tǒng)集成的情況進行評估并進行適當?shù)恼{整。一種被用來評估推力和功率需要的經驗法則是每匹馬力為35到40磅的推力,無論怎樣,看來科技已經使‘現(xiàn)代法則’更大。
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