水下机器人
结构功能
• 典型的遥控潜水器是由水面设备(包括操纵控制台、电缆 绞车、吊放设备、供电系统等)和水下设备(包括中继器 和潜水器本体)组成。潜水器本体在水下靠推进器运动, 本体上装有观测设备(摄像机、照相机、照明灯等)和作 业设备(机械手、切割器、清洗器等)。
优缺点
• • 优点 水下机器人可在高度危险环境、被污染环境以及零可见度的水域代替人工在 水下长时间作业,水下机器人上一般配备声呐系统、摄像机、照明灯和机械 臂等装置,能提供实时视频、声呐图像,机械臂能抓起重物,水下机器人在 石油开发、海事执法取证、科学研究和军事等领域得到广泛应用。 缺点 由于水下机器人运行的环境复杂,水声信号的噪声大,而各种水声传感器普 遍存在精度较差、跳变频繁的缺点,因此水下机器人运动控制系统中,滤波 技术显得极为重要。水下机器人运动控制中普遍采用的位置传感器为短基线 或长基线水声定位系统,速度传感器为多普勒速度计会影响水声定位系统精 度。
发展历程
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第一阶段 从1953年至1974年为第一阶段,先后研制出20多艘潜水器。其中美国的CURV系统在西班牙海成 功地回收一枚氢弹,引起世界各国的重视。 1953年第一艘无人遥控潜水器问世,1974年以后,由于海洋油气业的迅速发展,无人遥控潜水器 也得到飞速发展 第二阶段 无人有缆潜水器的研制80年代进入了较快的发展时期。1975至1985年是遥控潜水器大发展时期。海 洋石油和天然气开发的需要,推动了潜水器理论和应用的研究,潜水器的数量和种类都有显著地增 长 第三阶段 1985年,潜水器又进入一个新的发展时期。 1988年,无人遥控潜水器又得到长足发展,这个时期增加的潜水器多数为有缆遥控潜水器,无人无 缆潜水器的发展相对慢一些,另外,载人和无人混合理潜水器在这个时期也得到发展
水下机器人期末作业展示
1Hale Waihona Puke 40301116 刘伟什么是水下机器人?
• 水下机器人也称无人遥控潜水器,是一种工作于水下的极 限作业机器人。 • 水下环境恶劣危险,人的潜水深度有限,所以水下机器人 已成为开发海洋的重要工具。 无人遥控潜水器主要有, 有缆遥控潜水器和无缆遥控潜水器两种,其中有缆避控潜 水器又分为水中自航式、拖航式和能在海底结构物上爬行 式三种
谢谢观赏
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机器人外骨骼
• 外骨骼机器人技术是融合 传感、控制、信息、融合、 移动计算,为作为操作者的 人提供一种可穿戴的机械 机构的综合技术。是指套 在人体外面的机器人,也 称“可穿戴的机器人”。
简介
• 外骨骼机器人的研制是个超级任务,要想制造一种可在需要的时候及时提供 帮助且永远不会妨碍士兵行动的自动机器人化装置,替代他的手和足,承受 95%的货物背负任务,并与人体完全结合,不但要完成其愿望,还要经常预 判佩戴者的意图,研制难度不可谓不大。主要问题是发动机,它必须功率强 大,无噪音,因而又衍生出了动力源和燃料问题。 在外骨骼机器人研制方面,民用项目走在了军用项目的前面。尽管至今尚未 见到有士兵佩戴机械腿行走,但军用外骨骼机器人正在逐渐成为现实,当然, 由于一些技术参数,如工作延续性、尺寸、重量、反应速度等,还远远达不 到“万能士兵”的要求,要想使外骨骼机器人真正用于行军打仗还需要一定 时间的等待。
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研究现状
• 1 日本外骨骼机器人HAL3 它由筑波大学研发,功能为:帮助人行走、起立、坐下等下 肢动作的动力辅助机器“机器人套装(Robot suit)”HAL(Habrid Assist Legs),该 机器人主要由无线LAN(局域网)系统、电池组、电机及减速器、传感器(地板反应 力传感器、表面肌电传感器、角度传感器)、执行机构等组成,总重约17千克,设备 较重,动力传动采用电机-减速器-外骨骼机构的方法。能够根据人体的动作意愿自动调 整装置的助力大小。市场规划:将主要面向高龄护理、残疾人辅助、消防及警察等危 险作业的用途,并且加强运动娱乐用途市场的开发力度,将针对各种用途进行HAL的 设计生产。 可穿戴的机器人服装将能够帮助部队提高战斗力和忍耐力。美国雷神公司最新研制的 “Raytheon Sarcos”模型拥有爪状手部。美国士兵穿戴这种装备后,他们的力气和忍 耐力将比正常情况下提高20倍。对于洛克希德-马丁公司的HULC模型,穿戴者可以轻 易携带200磅(约合91公斤)重的物体,而且能以更小的能量消耗完成更繁重的任务。目 前,美国陆军士兵系统中心正在对机器人外骨骼进行军事试验。
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展望
• 大致上助力机器本人认为可分为工程助力机器以及生物助力机器两大类,工 程助力机器已经应用的领域有汽车、工厂以及各种工程机械;而生物助力机 器主要是人类使用的外骨骼助力机器人,其中可用在三大方面,即军事、民 用、医疗。可以说助力机器的本质就是将人类本身的力量和动作速度放大几 倍甚至上千倍。结合现在的研究进展和人类的生存需要,我们可以展望将来 的技术发展要达到助力设备就像我们人类穿戴的衣服一样不仅不会对人了本 身的动作构成阻碍,还能根据人的大脑意识将人的目标动作放大到需要的目 标值,比如人自身不能抬起一辆小汽车,但穿戴外骨骼服装后单独的个体就 能顺利的举起这辆汽车,并且还要能举着它走或跑着运动起来。未来的外骨 骼助力装置能应用在包括军事、矿产、工业、医疗等等很多方面,由于未来 需要人体的机能不断提升,甚至要远远超越自身极限,外骨骼助力设备会显 得格外重要,最终成为必不可少的产品。