Специалисты Санкт-Петербургского Федерального исследовательского центра РАН (СПб ФИЦ РАН) создали систему, которая позволяет передавать энергию в беспроводном режиме под водой. Не имеющая аналогов в РФ разработка, в частности, найдет применение в геологоразведке и мониторинге водных объектов, где такие системы смогут надежно и безопасно обслуживать соответствующие робототехнические системы.
Сегодня робототехника активно внедряется в различные сферы жизни и открывает большие возможности для повышения автоматизации и производительности труда, особенно в тех средах, где человеку трудно выполнять задачи без использования специального оборудования.
В частности, речь идет об активном использовании роботов при проведении высокоточных подводных работ, среди которых, геологоразведка, изучение рельефа пресных и соленых водоемов, мониторинг акватории и проч. Одной из задач для эффективной эксплуатации роботов под водой является разработка систем обеспечения питания и заряда аккумуляторной батареи.
“Мы разработали прототип системы беспроводной передачи энергии для автономных робототехнических систем различного назначения. В частности, речь идет о подводных роботах, для которых подобное решение для заряда аккумуляторов позволяет повысить уровень автоматизации и безопасности данного процесса. Более того, наша система является двунаправленной, т.е. дает возможность заряжать роботов на зарядной станции, а также позволяет реализовать обмен энергетическими ресурсами непосредственно между роботами группы”, – рассказывает младший научный сотрудник Лаборатории автономных робототехнических систем СПб ФИЦ РАН Константин Крестовников.
Система состоит из передающей и приемной частей. Беспроводная передача энергии осуществляется с помощью метода электромагнитной индукции, т.е. посредством переменного магнитного поля. Кроме того, разработка имеет модуль контроля передачи энергии, который, исходя из специфики конкретного робота, может быть интегрирован в его систему управления.
Благодаря используемым принципам в данной системе не требуется обеспечивать высокоточное позиционирование или плотный контакт между роботом и зарядной станцией, как в случае с существующими аналогами. Приемнику и передатчику, в одном из разработанных прототипов, достаточно находиться на расстоянии менее 6-7 см друг от друга. Эффективность передачи энергии измеренная на прототипе системы с выходной мощностью 400 Вт составляет около 85%.
“Сегодня наша двунаправленная система беспроводной передачи энергии не имеет аналогов в России, и может использоваться в качестве инструмента для решения задач по достижению технологического суверенитета страны в сфере разработки и внедрения роботов в различные сферы экономики. Исходя из потребностей индустриальных партнеров ее конструкция и программное обеспечение может быть адаптировано под разные типы роботов для выполнения соответствующих задач. Например, ее можно реализовать в виде подводной автоматизированной зарядной станции для группы роботов, вместо того, чтобы каждого поднимать на поверхность и менять батареи вручную”, – поясняет Константин Крестовников.
Разработка ученых СПб ФИЦ РАН – двунаправленная система беспроводной передачи энергии – запатентована (номер патента: № 2802056).
Основные научные публикации, посвященные разработке: