“擎天柱”，威風(fēng)凜凜的汽車人領(lǐng)袖，“威震天”，邪惡的外星飛船……前不久上映的《變形金剛》中，機(jī)器人大戰(zhàn)令人目不暇接。盡管機(jī)器人上戰(zhàn)場(chǎng)更多的還是想象，現(xiàn)實(shí)生活中，機(jī)器人已越來(lái)越多地進(jìn)入我們的生產(chǎn)生活。

　　8月15日，揚(yáng)州大學(xué)研制第三代“遙控水下機(jī)器人”宣告“出世”。它不但能在水下自由“行走”，還能通過(guò)“手腳”自由探測(cè)，然后把“看到”的水下情況及時(shí)傳輸?shù)降孛娴谋銛y式電腦中，由操作人員進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控，從而代替潛水員進(jìn)行深水作業(yè)。更為可貴的是，它的操作程序簡(jiǎn)單，售價(jià)僅為進(jìn)口同類產(chǎn)品的1/3，具有很廣泛的實(shí)用范圍。


　　外觀：大腦袋的小東西

　　揚(yáng)州大學(xué)水利學(xué)院實(shí)驗(yàn)室，楊小令老師指著桌上一只有著明黃色大腦袋、黝黑“手腳”的小東西告訴記者，這就是他們研制的“第二代水下機(jī)器人”。它重15公斤，長(zhǎng)0.51米、寬0.38米、高0.32米，最大下潛深度可達(dá)100米，最大移動(dòng)速度0.2米/秒，最大可視距離（清水）6米，清晰度420線（彩色），機(jī)械手能抓取3公斤的重物。

　　記者看到，這款機(jī)器人整體呈橢圓形，透過(guò)有機(jī)玻璃罩可見(jiàn)機(jī)身內(nèi)有一個(gè)攝像機(jī)和探照燈。機(jī)身旁各有一黑色圓柱，圓柱上有很多圓孔，機(jī)身下是黑色的“支撐腿”。據(jù)介紹，黑色圓柱是水下機(jī)器人的推進(jìn)器，圓孔是用來(lái)排進(jìn)水的，“支撐腿”就是它的“腳”。記者用手掂了掂，雙手用力才能把它舉起來(lái)。

　　據(jù)楊小令介紹，他們研制的水下機(jī)器人并沒(méi)有嚴(yán)格的“輩分”區(qū)分，人們習(xí)慣于把最新研制出來(lái)的機(jī)器人定為第三代。遺憾的是，因?yàn)椤暗谌聶C(jī)器人”暫時(shí)沒(méi)有存貨，記者沒(méi)有親眼見(jiàn)到。但楊小令表示，第三代和第二代的外表完全相同，不同的是第三代可以在渾水中作業(yè)。


　　腳?。阂呀?jīng)傳至第三代

　　■第一代水下機(jī)器人：效果不錯(cuò)

　　2004年，國(guó)內(nèi)水下機(jī)器人多是國(guó)外產(chǎn)品，沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所出產(chǎn)的金魚系列價(jià)格也高達(dá)好幾十萬(wàn)，一般單位很難承受。當(dāng)時(shí)還是學(xué)生的楊小令想，能不能研制出一種既實(shí)用又便宜的水下機(jī)器人呢？

　　當(dāng)年5月，楊小令和倉(cāng)義東、朱魏瑋、郭軍3位同學(xué)組成了一個(gè)水下機(jī)器人研發(fā)團(tuán)隊(duì)。沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)，就從模仿國(guó)外先進(jìn)的水下機(jī)器人開始；沒(méi)有經(jīng)費(fèi)，學(xué)院和老師們解囊資助；學(xué)院還專門騰出了一間實(shí)驗(yàn)室。由于白天要上課，研制工作只能在晚上進(jìn)行，經(jīng)常一干就到了半夜。終于，2004年11月，揚(yáng)州大學(xué)研制的第一代水下機(jī)器人誕生了。其整個(gè)機(jī)身是個(gè)正方體，每面有一組推進(jìn)器。讓同學(xué)們遺憾的是，機(jī)器人的樣子有點(diǎn)笨拙。

　自己研制的水下機(jī)器人實(shí)際應(yīng)用效果怎么樣？2004年12月，研制小組聽說(shuō)揚(yáng)州市政公司正在進(jìn)行古運(yùn)河整治工程，立即拿著樣品毛遂自薦。經(jīng)機(jī)器人水下拍攝，運(yùn)河里橋墩被撞后受損情況圖像清晰地傳回了電腦，市政公司工作人員非常滿意。

　　■第二代水下機(jī)器人：小巧耐用

　　首戰(zhàn)告捷，楊小令他們立即投入第二代水下機(jī)器人的研發(fā)。為了減少水的阻力，需要把第一代正方體的機(jī)型改變成流線型，推進(jìn)器也必須減少，最后確定在機(jī)身兩側(cè)各安一個(gè)。

　　推進(jìn)器減少了，成本跟著下來(lái)了，但又出現(xiàn)了新的問(wèn)題——發(fā)動(dòng)推進(jìn)器時(shí)，機(jī)身容易發(fā)生傾斜。楊小令說(shuō)，這個(gè)問(wèn)題困擾了大家很久，后來(lái)他突然想起直升飛機(jī)的螺旋槳工作原理——一個(gè)正轉(zhuǎn)，另一個(gè)反轉(zhuǎn)，不僅讓直升飛機(jī)飛起來(lái)，還能保持平衡。推進(jìn)器嘗試引進(jìn)這一原理后，問(wèn)題迎刃而解。

　　水下機(jī)器人的密封情況也是一個(gè)難題。為了防水，機(jī)身必須完全封閉。但如果采用原始的推進(jìn)器，因電機(jī)和葉輪之間有一個(gè)軸承，很難做到密封。一番鉆研后，研制小組采用密閉式磁力傳動(dòng)技術(shù)，將軸承取消，取而代之以兩塊磁鐵，另兩塊緊貼在推進(jìn)器的內(nèi)壁，通過(guò)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)磁鐵的轉(zhuǎn)動(dòng)，并與電機(jī)外的磁鐵產(chǎn)生一個(gè)磁力來(lái)帶動(dòng)葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。

　　水下機(jī)器人當(dāng)然不能漏水，但即使已經(jīng)發(fā)現(xiàn)機(jī)器人在水下出現(xiàn)漏水，一旦出水，光靠眼和手也很難找到漏水的縫隙。后來(lái)，研制小組想到了自行車的氣門芯。把它安裝在機(jī)器人的“肚子”下面，這樣只要給機(jī)器人打氣，就很容易發(fā)現(xiàn)哪里漏水了，此舉還同時(shí)提高了機(jī)器人在水里的抗壓能力！

　　第二代水下機(jī)器人研制成功后，獲得了第九屆“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽二等獎(jiǎng)。其磁力傳動(dòng)、推進(jìn)器射流沖刷、零半徑轉(zhuǎn)彎、縱傾姿態(tài)調(diào)節(jié)等技術(shù)受到了中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所張艾群研究員和江蘇省水利廳教授級(jí)高級(jí)工程師周君亮院士好評(píng)，并認(rèn)為該機(jī)器人設(shè)計(jì)構(gòu)思巧妙，簡(jiǎn)單實(shí)用，而且成本較低，應(yīng)用前景很大。

　　■第三代水下機(jī)器人：經(jīng)濟(jì)實(shí)用

　　研制第三代水下機(jī)器人則主要是為了推廣使用。

　　針對(duì)中國(guó)實(shí)際水域情況，市面上有清水型和渾水型兩種機(jī)型。渾水型水下機(jī)器人比清水型多了一個(gè)聲納系統(tǒng)，通過(guò)聲納發(fā)出的聲波將渾水中的情況形成圖形反映到電腦里，操作人員就可以通過(guò)圖像進(jìn)行作業(yè)。但購(gòu)買一個(gè)聲納系統(tǒng)極大地增加了機(jī)器人的成本。

　　楊小令決定自己做一個(gè)聲納系統(tǒng)。一年多后，他終于如愿以償。目前，其第三代水下機(jī)器人售價(jià)僅5萬(wàn)元。而國(guó)外同類型的水下機(jī)器人剛賣到中國(guó)時(shí)售價(jià)35萬(wàn)元，現(xiàn)在其售價(jià)還有15萬(wàn)元。楊小令希望自己研制出的機(jī)器人以優(yōu)良的性價(jià)比，奪回國(guó)外公司在中國(guó)占據(jù)的市場(chǎng)，并促進(jìn)中國(guó)水下機(jī)器人行業(yè)的發(fā)展。
目前，已經(jīng)有3個(gè)外地買家正在試用楊小令他們的產(chǎn)品。為了能夠批量生產(chǎn)，楊小令他們開始設(shè)計(jì)水下機(jī)器人的模具。目前，第四代水下機(jī)器人也已列入研發(fā)計(jì)劃。