maxon Story
美丽的水下新世界
在德国不莱梅机器人技术创新中心，工程师们正致力于研究水下机器人。这些水下机器人可以帮助我们更好地探索海洋的奥秘。也许在不久的将来，还能帮助我们去考察其他星球上的深海。
在位于不莱梅的德国人工智能研究中心 (DFKI)，所有来访者一眼就能看到那棵被摆放在巨大水池底部的圣诞树。整个十二月，这棵圣诞树都挺立在水底，吸引着人们的眼球，也昭示着工程师们对于水下机器人技术的热情。在浮力的作用下，圣诞树上悬挂的圣诞球有些向上飘起，上面缠绕着一条230 V的彩灯串，煞是好看。但完全无需担心，这里的研究人员完全清楚自己在做什么，毕竟，他们的专业研究领域正好就是水下技术。出于对工作的热爱，他们利用下班后的空余时间制作了这棵圣诞树。“我们的研究中心为我们提供优异的基础设施条件，因此我们进行研发、创新的动力和兴致也极为高涨。而且，偶尔加加班也是件乐事。”DFKI机器人技术创新中心的研究员、水下机器人技术专家Peter Kampmann说。
Kampmann带领我们参观了DFKI的大型海洋展厅。这里有全欧洲独一无二的潜水机器人测试设施：深达8米、容量为340万升的盐水池。这个盐水池非常适合用来测试那些用于检测船只和管道、勘察未知水域或在深海中执行测量作业的新型水下系统。
在过去很长一段时间里，海运行业一直笼罩在驱之不去的阴影下：全球大部分深海海域都无法测绘制图。因此，我们不知道在水平面下3000至6000米的区域是什么样的情况。就算是火星表面，我们现在也已经制作出精确的地图。归功于现代化科技的发展，这一状况有望在今后几年中改变。DFKI的机器人技术创新中心与maxon公司的专家们紧密合作，共同研发出配备无刷DC电机的新型水下驱动系统。这款压力补偿式电机体积紧凑且能效极高，特别适用于ROV（Remote Operated Vehicle，即遥控潜水器）和AUV（Autonomous Underwater Vehicle，即自动潜航器）。这正是Peter Kampmann和他的同事们需要的电机产品。“新型部件更轻、更强大，为我们带来全新的可能性。”
相当于北极熊的重量
水下技术的发展趋势是“更小、更智能”。工程师们目前正在研发配备传感器和电子设备的潜水器。这些潜水器必须要能在没有人为干预的情况下，在长达数月的时间里进行考察、收集数据并针对各种不同的场景自行作出反应。在如此严苛的水下环境条件下，这的确不是一项轻松简单的任务，因为在海洋中，不仅能见度低，而且用于GPS和WiFi信号的波长很快便会被海水吞没，所以导航特别困难。另外，海洋中的盐水还会腐蚀部件，在一定时间后甚至能让不锈钢损坏。因此，电机轴等敏感部件必须采用钛制造。再加上这里的环境压力巨大，水下6000米的压力已达到600 bar，相当于一头成年北极熊的重量作用在仅一平方厘米的面积之上。机器人技术创新中心可以在他们的压力舱内模拟这些参数值。maxon公司也在这里检测他们特别研发的水下驱动装置。部件只要能够承受住水下6000米的压力，便可以在全球超过95%的海洋中作业。
每一克重量都经过深思熟虑
在参观DFKI的机器人技术创新中心期间，我们看到多台水下探测器，比如说Micro-AUV。它的体积特别精巧，研究人员用它来测试控制系统和导航系统的新方案。在设计过程中，探测器上的所有部件都经过精心考量，只为尽量降低探测器的剩余浮力。它的重量每增加一克，都会为水下作业带来巨大的影响。因为，一旦系统失灵，探测器就必须在正浮力的帮助下浮上水面，否则就会迷失在茫茫大海中。Micro-AUV通过四台maxon DC电机进行驱动。这四台电机都是能效极高的驱动装置，只需要小型蓄电池便能达到极长的运行时间。
Peter Kampmann and his colleagues at the DFKI are testing new approaches to control and navigation with the Micro-AUV.
木星的卫星探索之旅即将开始？
DFKI的另一个项目是Europa Explorer水下探测车，它体形纤长，就像一只细细的雪茄。这台探测车的远期目标是探测名为欧罗巴的木星卫星。卫星的表面覆盖着3至15千米厚的冰层，其下似乎隐藏着一片巨大的海洋。DFKI受德国航空航天中心 (DLR) 的委托，仔细查考进行此项考察的可能性。按目前的计划，AUV将安放在钻头内部，并随钻头深入冰层下的海洋中，之后它将与钻头分离，然后自行收集数据并发送回地球。
Europa Explorer计划用于探测木星卫星“欧罗巴”。
在DFKI目前建造的测试型号中，采用的是maxon Escon Module 50/5电机控制系统。这套系统具有高动态性能以及其他辅助功能，因而广受欢迎。“控制系统可以自行检测故障源，这使我们的工作更为顺利，”Peter Kampmann说。在参观完DFKI之后，我们不难发现：水下应用这一领域已不再是大型坚固部件和即兴作品的天下，现在已进入传感器、自动化系统和机器人技术的时代。这同时也为未来的技术发展创造更好的前景条件。
机器人技术中心
德国人工智能研究中心 (DFKI) 是德国基于人工智能的创新型软件技术领域内的领先研究机构。它在德国多个城市均设有项目办公室，共800名工作人员。位于不莱梅市的机器人技术创新中心目前拥有约130名员工和80名在读人员，共开展关于太空或深海探索用机器人的25至30个项目。
适合深海的特殊驱动装置
maxon公司积极探索黑暗的海洋深处。经过两年的研发工作，瑞士驱动专家maxon推出自行设计的潜水驱动装置。这款推进器包括一台无刷DC电机、一个齿轮箱以及一台控制器。另外还配有外壳和一个螺旋桨。该装置专为海洋应用而设计，不仅能承受水下6000米处的压力 (600 bar)，还能抗腐蚀。
为达到这一目的，maxon主要使用钛和塑料作为原料。maxon的工程师们与DFKI（德国人工智能研究中心）的多名水下探测器专家强强联手，共同研发出这款新产品。这家研究中心致力于水下探测器的研究工作。该推进器的第一个型号MT30，今年便会作为标准产品推向市场。其他尺寸（直径20、40和70 mm）目前仍在计划中。
maxon thruster MT30
充油且压力平衡
maxon可为多种不同的水下应用提供一套压力平衡式驱动系统作为标准解决方案。这套方案的核心便是由一台无刷DC电机和一个行星齿轮箱构成的电机齿轮箱组合。驱动装置外罩一个塑料外壳，并使用两个钛制法兰进行密封，以达到防腐蚀的作用。此外，还可以连接一台平衡器。
充油式驱动装置通过一条软管与平衡器相连。该平衡器通过隔膜将水的压力传输到油液，并根据水深或水压按一定体积进行压缩。驱动装置上还有用于连接控制电子装置的接口。紧凑型水下驱动装置提供直径16至42 mm的多种型号，并可根据客户要求进行定制调整。
充油式潜水驱动装置由一台无刷DC电机、行星齿轮箱和控制器构成。它可以下潜到水下6000米深度。
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maxon motor ag；DFKI