电源问题如何困扰着水下机器人行业的发展？ ——兼谈水下机器人行业需要什么样的电源

当前，困扰水下机器人行业发展的一个重要问题是零部件的缺失和高价。这使得水下机器人制作和生产成本高昂，对于水下机器人行业的发展形成了很大的阻碍。高昂的制作成本，使得水下机器人的成本较高，性价比比较低，难以推广应用。

令人欣慰的是，近年来，随着国内一批水下机器人比赛的不断举行，以及一批水下机器人创业公司的成立和发展，目前国内从事水下机器人零配件的厂家不断增多，零配件的价格有不断下降的趋势。这对于降低水下机器人的制作成本很有帮助，也将促进水下机器人的研发、应用和水下机器人行业的发展。

当然，也有很多零配件的型号、性能未能达到令人满意的水平。这其中就有电源。在我们制作水下机器人的时候，缺少合适规格的水下机器人零配件，对我们的制作造成很大的困扰。

目前，在微小型水下机器人中，多采用两种供电方式：电池供电，电源供电。两者各有优劣。

以“消费级水下机器人”为例，在微小型的水下机器人中，电池供电是最为常见的供电方式。这类机器人的重量一般都不会超过10kg，甚至大部分重量都不会超过5kg。电池供电的优点是技术成熟，成本较低；缺点是能量密度较低，重量较大，充电放电发热大，续航时间比较短，存在起火风险。尤其是起火风险这一点，在水下机器人上非常要命。本来，水下机器人就是为了在水下工作的，漏水进水的风险始终是存在的，而且比较大。电池等电子产品，天然就是怕水的。水下机器人电池舱进水后，起火基本上是板上钉钉的事情。我个人听说过两次水下机器人电池舱起火事件，一次是国内某水下机器人融资大厂生产的某款水下机器人，在上岸后，电池舱冒烟了。在21年大连的水下机器人比赛后，某水下机器人用的是亚克力做舱，电池起火，肉眼可见。这么一烧，整个机器人都报废了。

ROV的重量上来以后，电池供电就不合适了。一个40kg的ROV，考虑到抗水流的需要，功率可能要达到3kW甚至更高。3kW是一个什么概念？常见的共享电动车，其最大功率约为0.576kW（48V12A）。这样的电动车能带着你一个人跑个三、四十公里是没有问题的。长续航、功率大的电动车，更像踏板摩托车的那种，其最大功率约为1.152kW（48V24A）。这样的车能带着两个人在一个不大不小的小县城跑一圈。一车两人，加起来重量能够达到150kg以上了。相比之下，一个50kg的ROV，想要在水下愉快地跑起来，3kW基本上是起步功率了。这个功率有电池实现，再加上半个小时左右的续航。想想这ROV的重量，都觉得不现实。所以当时我们直接就放弃了电池这个方向努力，选用了电源。

用电源的优点是功率大，起火风险小。缺点是合适的电源比较难找，线缆比较粗（因为要供电）比较重，需要搭配发电机使用。

但是，想要ROV真的干一些事情，而不是仅仅观察，ROV的体积和重量都肯定会超过10kg，甚至是更重。我们当时估计，一个6推进器或者8推进器的ROV，加一个或者两个五轴电动机械臂，重量肯定会超过30kg，甚至会更重。这样的重量，电池是没办法带动的，或者技术难度也很大，未必有电源的难度小。从长远的趋势来看，ROV还是要发电机直接供电比较合适。这样ROV能够干一些“重活”。

我们研发ROV的时候，一开始选用的市面上的一款开关电源，功率是1.5kW。ROV是常见的6推进器布局（2个垂直方向推进器，4个水平方向推进器）。推进器的推力约为8-10kg，功率约为600W。当时想的是，大部分的时间，应该不会6个推进器同时动，所以应该不需要3.6kW的电源。（机器人其他部分，除了机械臂，用电功率都不大）之所以选用这个电源，也是没有办法的事情。其他电源太大了，我们机器人的耐压舱放不下。也不是不能订做其他的舱，但是实在不想ROV看起来太臃肿了。而且机器人体积大起来以后，对于电源功率将会有更大的需求，又得考虑换用更大功率的电源。这样形成了一个恶性循环。

现在市面上这种长方体的电源，对于ROV的耐压舱挺不友好的。考虑到耐压，现在ROV的耐压舱多为圆柱形。电源常见的外形是长方体，需要耐压舱的直径比较大，同时也非常占用舱内的空间。如上图中的电源，要求耐压舱的内径至少是横截面的对角线，也就是146mm。我们用的耐压舱内径是160mm。还好，能放下。有这么大一个电源，当时在舱内走线布线真是让人心累。一大堆东西塞进去后，又担心震动之类的，会让内部的线松动。真是好不容易才把那些线给连起来。真是太累了当时。现在想想都觉得累。

后来，因为被隔离，未能参加大连的比赛。隔离期结束以后，我们在朋友的帮助下，找了一片海做实验。（感谢大连海事大学的小伙伴提供的发电机等一系列的帮助！）当时就发现，电源的功率不够，机器人稍微动一下，功率就超了，电源自动重启，导致舱内的各种设备重启。面对这样的情况，在傍晚的海边，风很冷。当时考虑到可能要下水里，穿了一个大裤衩。十月的海风，真的还挺冷的。唉，想想都觉得心酸。做个ROV真是太不容易了。

实在找不到合适的电源，我们就萌生了自己电源的想法。久经磨难，很多元器件都找不到合适的，只能定制，或者我们自己制作。经过几个月的折腾，总算是做出来一款电源。这款电源将会成为以后我们ROV的标配，同时也对外出售。

欢迎垂询~

具体简介如下。

欢迎垂询！