水下机器人应用
• • • 广泛应用：地下管道容器检查；科学研究教学；水下娱乐；能源、安全及考 古等 举例： 中国水下机器人首次在北冰洋海域冰下调查 “大洋一号”科学考察船第21航次自2009年7月18日从广州起航。就在 开始不久的第三航段考察中，“大洋一号”首次使用水下机器人“海龙2号” 在东太平洋海隆“鸟巢”黑烟囱区观察到罕见的巨大黑烟囱，并用机械手准 确抓获约7千克黑烟囱喷口的硫化物样品。常用“7000米载人潜水器”1∶6 模型 这一发现标志着我国成为国际上少数能使用水下机器人开展洋中脊热液调查 和取样研究的国家之一。 “鸟巢”黑烟囱区位于东太平洋赤道附近洋中脊扩张中心，水深约2700 米，是2008年“大洋一号”第20航次第三航段在该区新发现的5个热液喷口 区之一，因其地貌形态似国家体育场“鸟巢”而得名。 据第三航段首席科学家陶春辉介绍，依靠“大洋一号”船的精确动力定 位，中国自主研制的水下机器人“海龙2号”准确降落抵达“鸟巢”黑烟囱区 海底，并展开了摄像观察、热液环境参数测量。发现的巨大黑烟囱高达26米， 直径约4.5米，顶部喷冒滚滚黑烟，烟囱外壁从底到顶有虾和管状蠕虫群落等 热液生物，其周边分布着大小形态不一的黑烟囱群落，形成一个好似云南石 林的海底地貌。 “大洋一号”已经圆满结束的一、二航段考察也取得了大量成果和资料， 创造了声学深拖首次成功应用于大洋调查、首次取得高精度海底地形和浅地 层资料、首次发现两类海山浅埋藏型成矿结壳、首次实现光缆浅钻成功取样 等多项第一，为后续航段调查工作的顺利开展奠定了坚实基础。
水下机器人功能
• 潜水器的水下运动和作业，是由操作员在水面母舰上控制 和监视。靠电缆向本体提供动力和交换信息。中继器可减 少电缆对本体运动的干扰。新型潜水器从简单的遥控式向 监控式发展，即由母舰计算机和潜水器本体计算机实行递 阶控制，它能对观测信息进行加工，建立环境和内部状态 模型。操作人员通过人机交互系统以面向过程的抽象符号 或语言下达命令，并接受经计算机加工处理的信息，对潜 水器的运行和动作过程进行监视并排除故障。近年来开始 研制智能水下机器人系统。操作人员仅下达总任务，机器 人就能根据识别和分析环境，自动规划行动、回避障碍、 自主地完成指定任务。
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VideoRay Pro 系 统：深 度： 最大工作水深152米；可自动定深 速 度： 最大行进速度1.34米/秒 潜 器: 摄像头： 前面:570线分辨率、0.3lux彩色(广角可调焦)摄像头；180 度俯 仰“摇头” 后面：430线分辨率、0.1lux黑白摄像头 照明灯: 前面：2个20瓦卤素灯 后面:超高亮度LED灯阵 传感器： 深度压力传感器、罗经、开机时间累加计数器 其 它：有传感器接口 脐带缆：76米零浮力脐带缆 控制台：显 示： 用户自行配置显示器 输 出：有视频输出接口，可接显示、记录设备 选 件：加长脐带缆、TDS脐带缆收放系统、12伏800瓦逆变器、便携式电源包、 100毫米大推力水平推进器、15寸大屏幕显示器、大浮材(用于增加传感器)、计算机(无 线或互联网)控制、音频注释系统、记录设备、机械手、目标尺度估计激光器、专业电 池包、现场维修备件包、定位系统、图像声纳、辐射传感器、金属测厚计、多参数水 质检测传感器等。
水下机器人
英文名称：Undersea teleoperator underwater robot
机械电子工程: 于亮
水下机器人简介及发展
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定义：由水面遥控或有人工智能，能在水下 进行综合作业的机电装置，也称作无人遥控 潜水器。 1934年，美国研制出下潜934米的载人潜水 器。1953年又研制出无人有缆遥控潜水器。 其后的发展大致经历了三个阶段。 第一阶段 从1953年至1974年为第一阶段，主要 进行潜水器的研制和早期的开发工作。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。 第二阶段 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。载人潜水器和无人遥 控潜水器（包括有缆遥控潜水器、水底爬行 潜水器、拖航潜水器、无缆潜水器）在海洋 调查、海洋石油开发、救捞等方面发挥了较 大的作用。 第三阶段 1985年，潜水器又进入一个新的发展时 期。80年代以来,中国也开展了水下机器人 的研究和开发，研制出“海人”1号(HR-1) 水下机器人,成功地进行水下实验。
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• 发展趋势：一是水深普遍在6000米；二是操纵控 制系统多采用大容量计算机，实施处理资料和进 行数字控制；三是潜水器上的机械手采用多功能， 力反馈监控系统：四是增加推进器的数量与功率， 以提高其顶流作业的能力和操纵性能。此外，还 特别注意潜水器的小型化和提高其观察能力。
水下机器人构造组成
• 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（见图）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）。
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水下机器人其他类型
• • • • VideoRay Scout 系 统： 深 度: 最大工作水深76米 速 度： 最大行进速度0.98米/秒 潜 器: 摄像头：420线分辨率、0.3lux彩色摄 像头(广角、固定焦距) 照明灯： 2个20W卤素灯，灯光可调 脐带缆: 40米零浮力脐带缆 水下机器人控制台： 显 示: 5寸液晶显示屏 输 出： 有视频输出接口,可接记录设备 选 件: 加长脐带缆、TDS脐带缆收放系统、 12伏800瓦逆变器、便携式电源包、现场维修备件 包。 VideoRay Explorer 系 统：深 度： 最大工作水深76米；可自动 定深 速 度： 最大行进速度0.98米/秒 潜 器： 摄像头: 570线分辨率、0.3lux彩色摄 像头(广角可调焦)；180度俯仰“摇头” 照明灯： 2个20瓦卤素灯 传感器： 深度压力传感器、罗经、开机时间累 加计数器 脐带缆： 76米零浮力脐带缆 控制台： 显 示：5寸液晶显示屏 输 出：有视频输出接口，可接记录设备 选 件：加长脐带缆、TDS脐带缆收放系统、 12伏800瓦逆变器、便携式电源包、现场维修备件 包。