Dlaczego coraz więcej uniwersytetów zaczyna rozwijać własne podwodne roboty?

W ostatnich latach coraz więcej uczelni na całym świecie inwestuje w samodzielne badania i rozwój ROV-ów (Remotely Operated Vehicles – zdalnie sterowane pojazdy podwodne). Od wydziałów inżynierskich i morskich po zespoły laboratoryjne, uniwersytety coraz częściej tworzą własne projekty ROV do badań morskich, badań naukowych, edukacji technicznej i międzynarodowych zawodów.

Dlaczego więc uczelnie coraz częściej decydują się na samodzielne budowanie ROV, zamiast kupować gotowe urządzenia komercyjne? W tym artykule szczegółowo analizujemy powody i na końcu rekomendujemy modele śrub napędowych odpowiednie do laboratoriów uniwersyteckich.

I. Dlaczego uczelnie zaczynają rozwijać własne ROV-y

1. Niższe koszty R&D i większa kontrola dzięki samodzielnemu rozwojowi

W przeszłości kompletne systemy ROV mogły kosztować dziesiątki lub nawet setki tysięcy dolarów. Obecnie koszty podstawowych komponentów (śruby napędowe, ESC, płyty sterujące) spadły, co znacznie obniżyło próg samodzielnego rozwoju.

Największą wartością samodzielnego rozwoju jest to, że wszystkie parametry są w pełni kontrolowane:

• Regulowana konstrukcja

• Regulowane algorytmy sterowania

• Wymienne konfiguracje ciągu

• Możliwość przeprowadzania eksperymentów hydrodynamicznych

Taka otwartość jest niedostępna w komercyjnych ROV.

2. Najlepsza forma nauczania inżynierii: interdyscyplinarne projekty immersyjne

Samodzielne ROV-y na uniwersytetach są zwykle realizowane przez studentów z wielu dziedzin:

• Inżynieria mechaniczna: konstrukcja, hydrodynamika

• Inżynieria elektryczna: silniki, ESC, systemy wodoodporne

• Automatyka i sterowanie: PID, kontrola postawy, planowanie trajektorii

• Informatyka: rozpoznawanie obrazu, SLAM

• Inżynieria morska: zastosowania praktyczne i testy podwodne

To jeden z najpopularniejszych i najbardziej wartościowych projektów praktycznych na uczelniach.

3. Międzynarodowe konkursy napędzają rozwój wewnętrzny

Przykłady:

• MATE ROV Competition

• RoboSub

• Singapore AUV Challenge

Prawie wszystkie zawody wymagają, aby zespoły samodzielnie projektowały systemy napędowe, konstrukcje i moduły sterujące, co bezpośrednio motywuje uniwersytety do rozwijania własnych ROV.

4. Zrównoważone ulepszenia na 5–10 lat

Samodzielnie rozwijane ROV-y można ciągle ulepszać:

• Wymiana śrub napędowych

• Dodawanie czujników

• Wymiana ESC

• Poprawa algorytmów sterowania postawą

Idealnie pasuje to do długoterminowych potrzeb projektów badawczych.

5. Bardziej ekonomiczne i łatwiejsze do uzyskania finansowanie

Komercyjne ROV-y kosztują zazwyczaj 6 000–20 000 USD lub więcej, podczas gdy rozwój własny wymaga zwykle jedynie 400–2 700 USD.

Ponadto projekty własne mają większe szanse na uzyskanie:

• Grantów badawczych

• Funduszy wydziałowych dla projektów inżynierskich

• Funduszy dedykowanych na konkursy

II. Właściwości śrub napędowych stosowanych na uczelniach

Wymagania zwykle obejmują:

• Wysoka niezawodność i odporność na korozję w wodzie morskiej

• Stabilny ciąg, łatwy w kontroli, odpowiedni do testowania algorytmów

• Kompatybilność z typowymi napięciami (12V / 24V / 48V)

• Wymienne śmigła, odpowiednie do eksperymentów hydrodynamicznych

• Łatwa kompatybilność z systemami sterowania, np. Arduino

III. Rekomendowane śruby podwodne Apisqueen dla projektów ROV na uczelniach

(od najniższego do najwyższego ciągu)

Poniższe modele pochodzą wszystkie od Apisqueen i są uporządkowane według:
„Poziom ciągu → Scenariusz zastosowania → Typ uczelni”

Poziom 1: Nauka wstępna / małe eksperymentalne ROV (0,6–2,1 kg ciągu)

1. BM70 — 0,6 kg ciągu
Dla: początkujących, demonstracje w klasie
Napięcie: 7,4V (2S)
Zalety: niska cena, niski poziom hałasu
Idealny do testów dla studentów i zajęć laboratoryjnych.

2. X2 — 2,1 kg ciągu
Dla: lekkie ROV-y, eksperymenty hydrodynamiczne
Napięcie: 12–16V
Moc ciągła: 84W
Lekki, stabilny, doskonały do nauki konstrukcji i testów hydrodynamicznych.

3. U01 — 2 kg ciągu
Dla: lekkie ROV-y badawcze, nauka algorytmów sterowania
Moc maks.: 390W
ESC dwukierunkowy wbudowany
Doskonały do eksperymentów z kontrolą postawy.

4. U3 — 3 kg ciągu
Dla: laboratoria studenckie, małe ROV-y misjonerskie
Zakres napięcia: 12–24V
Mocniejszy niż U01, odpowiedni dla lekkich zadań.

5. X3 — 2,6 kg ciągu
Dla: grupa początkująca MATE, małe ROV-y inżynieryjne
Maksymalny ciąg: ok. 6 kg
Moc: 260W
Świetny stosunek jakości do ceny, dobra stabilność.

Poziom 2: Średnie ROV-y badawcze / konkursowe (~7 kg)

6. U5 — 7 kg ciągu
Dla: eksperymenty konstrukcyjne, kontrola postawy, ROV-y misjonerskie
Napięcie: 12–24V
Wysoka niezawodność, bardzo wszechstronny, „uniwersalna śruba” dla uczelni.

Poziom 3: ROV-y badawcze / inżynieryjne (8–10 kg)

7. MU7 / MU7 Pro
Dla: platformy badawcze, małe ROV-y inżynieryjne z ramionami robotycznymi
Moc: 435–825W
MU7 Pro bardzo stabilny pod względem ciągu.

8. U9 — wysokociśnieniowa śruba 600W
Dla: badania stabilności trajektorii, główny napęd w konkursach
Ciąg: ok. 9 kg
ESC wbudowany, prostsze okablowanie.

9. U10 — 10 kg ciągu
Dla: inżynieria morska, ROV-y o dużym ładunku
Moc: 900W
Metalowa, odporna na korozję obudowa
Idealna do głębokowodnych, długotrwałych misji.

Poziom 4: Duże ROV-y naukowe (profesjonalne 40 kg+)

10. AQ1020 — wysokowydajna śruba 24V / 48V
Dla: duże platformy badawcze, misje głębinowe
Ciąg: 40 kg+ (w zależności od śmigła)
Wbudowany ESC z wysoką wydajnością chłodzenia
Szeroko stosowany w uczelniach, instytutach badawczych i projektach inżynierii morskiej.

IV. Podsumowanie

Coraz więcej uczelni wybiera samodzielne rozwijanie ROV-ów z powodu:

• Niższych kosztów

• Większej kontroli

• Wyższej wartości edukacyjnej

• Dostosowania do badań naukowych

• Możliwości długoterminowych ulepszeń

• Zgodności z wymaganiami międzynarodowych konkursów

W razie potrzeby dalszej pomocy prosimy o kontakt.