无缆水下机器人组合导航系统

无缆水下机器人是我国首次开展的高技术课题,组合导航系统是无缆水下机器人研究中的关键部分,本文介绍了多种导航设备同时工作,经过信息综合处理获得高精度导航信息的组合导航系统和组合导航系统中所需要的坐标转换及卡尔曼滤波器的计算,为无缆水下机器人建立一个较理想的导航方式。     

遥控水下机器人脐带缆收放绞车设计及牵引力分析

脐带缆收放技术是有缆遥控水下机器人的一项关键技术,该技术直接影响水下机器人载体的收放及作业过程中脐带缆的安全。针对目前水下机器人收放系统中脐带缆收放技术的特点,给出了一种具有自动排缆、低张力缠绕、能够提供大牵引力和安全制动功能的紧凑新式脐带缆绞车方案,并对牵引绞车与储藏绞车之间脐带缆张力与牵引绞车的牵引力进行了理论分析,给出了二者之间的关系函数。     

水下机器人光纤微缆动力学研究

讨论了水下机器人远程通信光纤微缆的动力学问题,研究分析了在海洋层流条件下水下机器人的运动对光纤微缆张力的影响,在仿真分析的基础上提出了对光纤微缆收放系统的设计要求并给出了概念设计方案。     

“探索者”号无缆自治水下机器人的信息系统

本文主要介绍“探索者”号无缆自治水下机器人信息系统及构成，它分为水上、水下两大部分、最后，详细介绍了水上信息系统的特点。     

自主式无缆海底机器人的应用前景及各国研制的动态

本文介绍了自主式无缆海底机器人的应用前景，概述了中、日、美、法、俄等世界上主要国家研究自主式无缆海底机器人的进展情况，并对日本研制的“水下探索者”号作了较全面介绍。还就实用化问题提出了若干建议。     

全球有缆海底观测网概述

近期有缆海底观测网发展迅猛,世界各国包括加拿大、美国、日本和欧洲国家都依据自己的科学目标,建立了相应的有缆海底观测网。文章针对不同国家有缆海底观测网系统的组成和建设分别做了概述和评论。从1978年开始到现在,日本成功建设了10条有缆海底地震观测网,从早期同轴电缆作为主干电缆,发展到使用光电缆连接水下设施。加拿大成功建成近岸尺度和区域尺度两条有缆海底观测网。美国2012年成功建成目前世界上最长的一条区域海底观测网(约900km)。欧洲国家也正在开展在10个海区建立有缆观测网。跟随国外的步伐,我国和我国台湾地区也建立了自己的海底观测站(东海小衢山)和有缆观测网(中国台湾妈祖)。文章依据世界上已经建立的有缆海底观测网,分析认为与全球有缆观测网布设有关的遥控水下机器人是关键技术,并探讨了海底观测网今后的发展和面临的挑战。     

遥控水下机器人（ROV）结构综述——以hysub130—4000ROV系统为例

本文以HYSUB130—4000ROV系统为例介绍了遥控水下机器人的系统结构原理和功能,具体包括甲板控制台、甲板供电单元、提升系统、脐带缆、ROV本体、机械手及工具等各部分结构特点。     

把“人”的足迹引向深海——记水下机器人研制者蒋新松

在我国水下机器人的研制史上,共和国记录着一页页辉煌的篇章:“海人-1”号实现了我国水下机器人零的突破;“瑞康-4”号开创了我国近海石油勘探钻井首次使用国产机器人的成功纪录;“探索者-1”号则刷新了深潜1000米纪录;中俄两国共同研制成功6000米水下机器人,使我国跻身于世界机器人研制的强国行列……短短十几年,我国水下机器人事业由梦想变成现实。这一连串耀眼的成果都与一个人     

水下机器人标准体系框架构建探索

水下机器人作为一类特种机器人,日益成为探索海洋奥秘、开发海洋资源的重要工具,被称为海洋高技术的皇冠,正逐步成为国家间海洋技术竞争的制高点。水下机器人标准体系最直接的作用是指导、规范水下机器人标准制定工作,使人们清楚水下机器人标准化工作方向和重点,有助于推动水下机器人研发和产业化进程,促进快速、健康发展。文章在介绍国内外水下机器人标准制订的基础上,探讨水下机器人标准体系框架构建思路,提出标准体系建设路径,明确水下机器人标准化工作范围和领域,并构建了水下机器人标准体系序列结构、三维结构、层次结构3种框架模型,为构建我国水下机器人标准体系提供了有价值的参考。     

高数据率远程水声通信技术产业化急待解决的几个问题

高数据率远程水声通信技术产业化急待解决的几个问题尤立夫，桑恩方（哈尔滨工程大学水声研究所）随着人类在海洋中经济和军事活动的增加，各种潜器和水下机器人的性能不断得到改进，尤其是无缆的，带有光学或声学成象设备的潜器、机器人即将在不远的将来投入使用。这种潜...     

面向ARV的视觉辅助水下对接方法研究

针对水下机器人作业过程中的近距离引导水下对接问题,以自治缆控水下机器人(ARV)为研究对象,为实现快速、高精度的水下对接,设计了基于反射光源识别的单目视觉辅助水下对接方法。通过在对接口布置反光带并将其作为目标图像,设计了图像处理和特征点提取的算法,经过图像特征信息的分析处理,优化算法的时间复杂度,提高了特征点提取的准确率和识别效率。最后设计了传统的引导灯方案与反光带方案的对比试验,验证算法的可行性,证明在水下环境下识别反射光源的方法极大提升了位置估计的准确率,同时在计算速度上也有显著提高,弥补了传统水下对接方法中精度不足或计算量大的缺陷,更好地满足了ARV水下对接的需求,能为潜水器实现水下自主对接提供参考依据。     

微型缆控水下观测机器人推进动力分析

文中针对一款配置4个螺旋桨且五自由度运动可控的微型缆控水下观测机器人进行了推进动力性能分析,采用流体力学方法计算了螺旋桨推力和扭矩,以及机器人的总体运动阻力和运动效率等关键动力参数。该水下机器人利用水平配置的螺旋桨推进器可实现前后移动和横向转弯,利用两个V型配置螺旋桨推进器可完成垂向、横向和横滚运动。文章首先对单个螺旋桨转速分别为3 000 rpm,4 000 rpm,5 000 rpm时进行了水动力学分析,计算了不同转速下对应的前向推力和阻力扭矩,拟合了转速-推力和转速-扭矩曲线;其次,对水下机器人整体模型在前向、横向和垂向三个方向上进行了水动力学计算,分析了机器人的整体运动阻力,拟合了机器人的速度-阻力曲线;然后,对应比较螺旋桨的转速-推力曲线和机器人的速度-阻力曲线,大致得出不同螺旋桨转速下机器人的推进速度,明确螺旋桨转速与机器人运动速度的对应关系,为螺旋桨水动力分析确定入口速度;最终,根据螺旋桨入口速度,重新计算螺旋桨水动力,绘制了转速-推力和转速-扭矩曲线,并确定机器人的推进效率,得出了螺旋桨转动和水下机器人整体运动的关键动力参数。     

海洋油气田水下设施的防渔业损坏

为保障海洋油气开采的安全和顺利,文章以我国南海东部海域为例,在概述渔场和渔船基本情况的基础上,分析拖网对海洋油气田水下设施可能造成的损坏,并提出相关建议。研究结果表明:对海洋油气田水下设施影响最大的捕捞作业方式是拖网;双拖网渔船产生的最大拖曳力远大于脐带缆所能承受的最大拉力,很有可能损坏脐带缆等水下设施;应对渔船作业水域的海洋油气田水下设施采取保护措施,限制可能损坏水下设施的渔船作业,加强管理和培训以及通过技术手段对相关情况进行监测和处理。     

海底可视技术在大洋科考中的应用和发展趋势

海底可视技术是一种直观地进行海底调查的手段,在大洋科考调查中发挥着重要的作用。文中介绍了海底摄像、电视抓斗和无人缆控潜水器(ROV)等海底可视设备在大洋科考中的应用情况,并提出了自治水下机器人(AUV)在大洋科考中的应用趋势。     

水下滑翔机器人系统研究

水下滑翔机器人是一种新型的水下机器人,可以作为水下监测平台用于大范围、长时间的大尺度海洋环境监测作业。文中调查了水下滑翔机器人的国内外发展现状,分析了其可能的应用领域。详细介绍了中国科学院沈阳自动化研究所开发的水下滑翔机器人系统,包括载体外形优化设计、载体结构设计和控制系统设计。分析了水下滑翔机器人定常滑翔运动和空间螺旋会转运动的运动性能。     

无人自治水下机器人回收缆索打捞用抛锚枪研究与设计

无人自治水下机器人作为一种高技术海洋探测手段,近年来得到了广泛的重视和快速发展。无人自治水下机器人完成测量任务返回水面时,其抛缆机构抛射出一个浮子,浮子上系有用于回收的缆索。文中设计了用于回收浮子打捞锚钩的抛射枪。首先利用计算流体力学软件来计算锚钩的空气阻力系数,然后对抛射体运动进行动力学分析。通过研究锚钩重量、初速度和抛射角等参数对抛射距离的影响,确定锚钩重量和发射初速度等设计参数。在此基础上设计了储能弹簧和抛锚枪总体结构。该枪可实现空仓挂机,具有安全方便、工作可靠的优点。     

水下开沟机的监测技术与应用

水下开沟机是海底管道、电（光）缆铺设施工中的重要作业装备,而水下监测技术和装置则是水下开沟机必不可少的重要组成部分。本文介绍水下施工作业对开沟机的监测要求着手,分析水下开沟机的基本监测方法与设备,探讨水下开沟机监测装置的配置原则,并结合对国外水下开沟机监测技术的发展应用回顾和评价,总结了我国目前在水下开沟机监测技术和装备研究开发方面的主要成果,以及在工程实践中的应用尝试与体会。     

水下油气生产系统技术及基础设备发展与研究

水下油气生产系统是保证深海油气开采顺利进行的关键设备之一,它的研发与国家深海资源开发有着密切的联系.文章就国外水下油气生产系统基础设备,如水下采油树、水下管汇、脐带缆等的发展现状、结构形式以及安装与设计时的热点问题进行了介绍,并对水下生产系统整体发展进程进行了详细叙述,综合国内研发情况,为我国水下生产系统的研发提供学习和借鉴的建议.     

水下滑翔机器人研究进展及应用

水下滑翔机器人（AUG）是一种将浮标技术与传统水下机器人技术相结合的新型水下机器人,可用于长时间、大范围的海洋环境测量和监测,具有较高的可控性和机动性。在欧洲地区海洋环境安全（MERSEA）中水下滑翔机器人扮演了重要的角色,未来其应用领域将更加广泛,性能更加先进。     

智能材料在水下仿生机器人驱动中的应用综述

基于智能材料的柔性仿生水下机器人的研究是当今水下机器人研究的热点之一。智能材料驱动的水下仿生机器人具有微型化、柔性化、智能化、低噪声以及易于主动产生复杂运动等特点,其外形结构更加符合生物学特性,和传统驱动方式相比具有较大的优越性,近年来在水下机器人领域得到了较快的发展。本文对几种应用于水下机器人中常见的智能材料的驱动原理进行了比较,在此基础上介绍了国内外近年来利用上述几种智能材料作为驱动器研制的各种机器人。对机器人的外形结构和驱动模式作了简要介绍,重点对机器人驱动效率进行了分析和比较,分析了几种驱动材料性能的优劣。最后,指出了当前仿生水下机器人发展存在和需要解决的问题。