Sepios, der neue Unterwasserroboter der ETH Zürich

Vom Kalmar zum Roboter

| Redakteur: Luca Meister

Im kompletten System werden also insgesamt 36 Servos verbaut. Jeder davon ist über eine Kupplung an einer Antriebswelle befestigt, die sich teils im trockenen Gehäuse und teils im Wasser befindet. Draussen wird dann das Drehmoment mittels eines Kegelradgetriebes auf eine zweite Welle übersetzt, die parallel zum Rumpf liegt. An jeder dieser äusseren Wellen ist je ein 25 Zentimeter langes Stäbchen befestigt, das zunächst vom Roboter weg ins Wasser zeigt. Über diese Stäbchen wird schlussendlich eine elastische Folie gespannt, die gemeinsam mit den Stäbchen die eigentliche Flosse bildet. Das Ansteuern eines Servos bewirkt also die Auslenkung eines Stäbchens und damit des jeweiligen Flossensegments.

Steuerelektronik abgedichtet

Für das Projekt Sepios war die Dichtungstechnik ein zentrales Thema. Die Kubo Tech AG hat einerseits das Studentenprojekt im Bereich Dichtungstechnik fachlich beraten und andererseits diverse Dichtungen gesponsert.

Abzudichten waren zunächst einige Stellen am Rumpf, die statisch gedichtet werden müssen, da der Rumpf die gesamte Steuerelektronik enthält. Die Deckel am Bug und am Heck wurden mit O-Ringen abgedichtet. Der Rumpf beinhaltet ausserdem eine Schwimmblase bestehend aus einem kleineren Acrylglaszylinder. In diesem bewegt sich ein Kolben vor und zurück, flutet so die Schwimmblase mit Wasser und leert sie wieder, um Ab- bzw. Auftrieb zu erzeugen. An diesem Kolben wurde ebenfalls ein O-Ring verwendet, um das Eindringen von Wasser durch die Schwimmblase hindurch zu verhindern. Am Bug befindet sich zudem eine Art Bullauge, das mittels einer speziell zu diesem Zweck angefertigten Flachdichtung abgedichtet wurde. Durch dieses Bullauge soll später eine Kamera Bilder der Umgebung aufnehmen. Im Deckel am Heck sind verschiedene Stecker integriert, durch welche die Versorgungskabel durchs Wasser hindurch zu den Flossengehäusen führen. Diese Geometrie erlaubt den modularen Aufbau, bei dem die Zahl der montierten Flossen zwischen eins und vier variiert werden kann.

Dichtungen speziell angefertigt

Die Servogehäuse beinhalten sowohl je eine statische Flachdichtung als auch mehrere dynamisch beanspruchte Vierlippen-Dichtringe. Die Flachdichtung ist ebenfalls eine Spezialanfertigung, die am Deckel des Gehäuses verwendet wird. Die Vierlippen-Dichtringe werden an den Antriebswellen in einen Hinterstich eingesetzt beim Übergang vom trockenen Innenraum ins Wasser. Die Drehzahlen liegen selten über einem Hertz und der Druckunterschied von einem Bar dürfte ebenfalls unkritisch sein.

Der Roboter wird künftig hauptsächlich in Hallenbädern getestet. Um sicherzugehen, dass das chlorhaltige Wasser die Funktion der Dichtungen nicht beeinträchtigt, wurde meistens «FPM-Viton» als Material gewählt. Nach der Montage im Februar wurden diese Komponenten dann zum ersten Mal getestet. Ende Mai findet dann das Rollout an der ETH Zürich statt, an dem Sepios der Öffentlichkeit präsentiert wird. <<

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