水下遥控机器人最新发展动向

正经过半个多世纪的发展,水下遥控机器人(ROV)已成为人类进入、探测和开发海洋不可或缺的重要工具,广泛应用于海洋油气开发、水下检测维修、水下施工、水下科考、水下救援、海洋养殖等领域。ROV有不同分类方式,例如按规模大小和重量可     

水下结构检测与作业型ROV(二)

<正>水下结构检测与作业型ROV能实现以下功能:在水面控制平台的控制下在水中进行自由浮游勘察作业,能够完成升沉、进退、转艏、俯仰、横移、翻转等浮游运动,也可按规划路径运动;可通过水面监控台对水下结构物进行全方位细致的实时观察,实时捕获、传输和记录水下视频信息;爬行模式中,ROV压附于水下结构物表面运动,增加了抗流能力及作业稳定性;可利用机械手对水下结构开展作业,水下机械手具备夹持、剪切和旋转的功能,能够完成螺旋桨解缠绕、水下取样等作业;可搭载检测仪器和清污装置代替潜水员进入水下危险环境和深水区域,对港口码头、水库大坝、船底等海洋工程水下     

水下安全检测与作业型机器人控制系统

[目的]针对船体、大坝、水下钢结构等表面附着物的安全检测,以及附着物清除作业的要求,需要研制一款新型水下安全检测和作业型带缆遥控水下机器人(ROV)。此类ROV需针对不同作业任务更换机械手,实现抓取、切割的功能,从而保证去除结构物上的附着物。[方法]阐述水下安全检测和作业型机器人的整套系统组成及原理。该系统以Arduino单片机为控制面板信号采集工具、以水面监控系统开发工控机为平台,零浮力脐带缆以2对双绞线、1对电源线为信号电力传输线,水下控制系统以ARM嵌入式为主控单元。建立ROV动力学模型,设计ROV艏向控制的广义预测控制器。经过系统调试,进行水池试验和湖上试验。[结果]试验证明,该系统运行正常,整套控制系统的稳定性、可靠性、实时性均达到设计要求,满足水下安全检测及作业要求。[结论]该系统设计方案和控制算法对于其他水下机器人的控制系统研究均有借鉴意义。     

江蘇科技大學海洋装备研究院水下结构检测与作业型ROV(二)

正水下结构检测与作业型ROV能实现以下功能:在水面控制平台的控制下在水中进行自由浮游勘察作业,能够完成升沉、进退、转艏、俯仰、横移、翻转等浮游运动,也可按规划路径运动;可通过水面监控台对水下结构物进行全方位细致的实时观察,实时捕获、传输和记录水下视频信息;爬行模式中,ROV压附于水下结构物表面运动,增加了抗流能力及作业稳定性;可利用机械手对水下结构开展作业,水下机械手具备夹持、剪切和旋转的功能,能够     

基于PROE的ROV总体平衡设计

ROV是重要的水下作业平台,PROE是机械行业中应用十分广泛的三维设计软件。本文以某水下ROV为例,应用PROE进行水下机器人三维设计,利用PROE得到ROV总体平衡计算所需的数据,完成ROV的总体布置,建立ROV的三维模型。研究结果表明,将PROE软件引入到水下机器人的设计中,不仅可以建立直观的三维模型,还可以提供较为准确的数据资料,提高设计效率。     

ROV在水下液飞线安装中的应用

液飞线是水下生产实施的重要一环,主要用于传递液压动力、以及各类化学药剂,是水下采油树的生命线。特别是深水油气田,水下生产设施较为复杂,液飞线更是被广泛应用。在浅水区域,液飞线安装可以依靠潜水员或者ROV(水下遥控机器人)完成,而在深水海域,ROV是安装液飞线的唯一选择。本文探讨了ROV安装液飞线的一般作业流程,以及可能用到专业ROV工具,以为类似海洋工程施工提供借鉴。     

深水水下作业工具简易运输装置研究

为深水工作级水下机器人（Remote Operated Vehicle，ROV）设计配套的水下作业工具运输装置能向海底布放和回收ROV无法携带的样品、仪器及其他作业设备，从而为水下设备、水下装置和水下工具在海面与海底之间的升降运输提供手段。该深水水下作业工具简易运输装置主体主要采用框架结构，由输运模块、浮力调节模块和水下示位模块等3大模块组成，通过搭载不同体积的浮力材料和不同质量的负载执行不同深水设备在水下的运输任务。该装置安装有水下定位装置——声学应答器，能与母船和ROV 进行声学通信，通过声学信息告知其位置坐标，便于母船和ROV定位寻找。     

水下机器人（ROV）系统

水下机器人（ROV）系统是一种新型水下探测工具,通过其配备双频识别声纳系统、光学黑白、彩色摄像系统对水下特定目标进行水下摄像,主要用于搜寻探测水下目标物（高于海底）,可利用ROV系统配备机械臂完成水下目标物的抓取或绳索绞断等,在潜水员不便下潜时替代潜水员下潜完成探测工作。     

多功能模态切换的有缆遥控水下机器人控制系统设计与实验

针对一种面向海洋工程水下结构检测与清污、多功能模态切换的新型有缆遥控水下机器人（ remotely operated vehi-cle,ROV）开发了一套水面水下控制系统。通过对机器人本体水下运动受力计算分析,设计出了动力推进系统,并搭建了水下控制器单元。水面控制台设计包含供电系统、操控系统、通信接口及上位机软件,可实现机器人遥控和监控2种模式下的中等范围搜索和定点观测,并可在浮游和爬行模态之间自由切换。水下机器人姿态测试、定航、定深实验表明：该ROV控制系统性能可靠,能够满足复杂多变环境中的工作要求。     

ROV在导管架检查中的应用与安全管理

海上石油平台安装后,需要定期对导管架水下检查,以确保人员和生命财产安全。ROV遥控潜水器类似于一种＂带缆的水下机器人＂。在超过空气潜水范围的水深处检查具有明显的安全、效率、成本优势。介绍了ROV的功能和优势,介绍了固定式平台之钢质导管架式平台特点。以某导管架为案例,详细介绍了ROV的操作步骤。并介绍了ROV作业中的风险...     

轻型水下观察ROV

正江苏科技大学海洋装备研究院的水下观察型ROV由ROV本体、操控台、电源柜、脐带缆4大部分构成。控制台与本体之间采用光纤通信;本体采用封闭式流线型设计,配备4台轴流推进器、1台自动对焦的半球云台高清摄像机、2个大功率水下照明灯。水下观察型ROV鼓大作业水深300m,最大运动半径     

浅水观察小型ROV结构设计与优化

针对小型水下机器人(ROV)体积小、质量轻导致抗干扰能力差等问题,从外形、密封耐压舱等主体部件出发,对整体结构进行优化设计,采用Fluent进行水下动力分析,分析所设计的小型ROV在水下航行时所受到压力及速度矢量变化,结合整体外形,推进器结构及电控系统的优化选型并得出优化设计结果,浅水观察小型ROV采用流线型设计后,可有效降低水阻同时减小体积,增强了运动性,能耐压能力强。     

“海马”号无人遥控潜水器

本文介绍了自主研发、国产化率90%、工作深度达4 500 m的"海马"号无人遥控潜水器。首先介绍ROV作业系统构成,描述ROV总体设计,提出核心框架的设计理念,对ROV的电子控制系统进行说明和分析。最后,重点介绍自主研发的ROV控制系统软件,并对该软件的特点进行阐述。自主研发的深海作业型ROV"海马"号,实现关键技术国产化,在海洋科学研究、海底资源调查、水下油气工程、深海救助打捞以及水下军事领域等方面具有重要的价值和战略意义。     

在海洋石油工程项目中ROV的基本运作模式

随着海洋石油向深水发展战略的实施，以ROV和饱和潜水为载体进行实施的水下工程技术是整个深水发展中的重要环节，尤其是ROV在深水水下作业中的应用越来越广泛，贯穿于整个油气田的开发、生产和运营的各个环节中。 ROV项目管理是个崭新的课题，安排好整个ROV项目工作及最大限度地调动作业人员的工作潜能对于项目的成败显得异常关键。     

腹部作业型水下机器人控制系统研制

[目的]针对无人水下机器人(UUV)的回收任务要求,研制开发一台新式腹部作业型水下遥控机器人(ROV)。腹部作业型ROV不同于一般依赖机械手作业的传统ROV,其通过腹部作业机构完成与UUV的水下对接及回收。[方法]介绍腹部作业型ROV的系统组成及原理,提出一种以一体化工业加固计算机为水面监控单元,PC104嵌入式工业控制计算机为水下主控单元,各驱动板为驱动单元的控制系统架构。同时建立腹部作业型ROV的动力学模型,并设计水平面定向控制的H∞鲁棒控制器。[结果]单项试验、系统联调及水池试验表明,腹部作业型ROV控制系统具有良好的实时性和可靠性,能够满足UUV回收任务的要求。[结论]该架构和算法对于其他移动机器人、无人机、仿生机器人的控制系统开发均具有参考意义。     

水下结构检测与作业型ROV(一)

<正>水下结构检测与作业型ROV由本体、操控台、电源柜、脐带缆及缆车等4大部分构成。控制台与本体之间采用光纤通信。本体为开架式设计,配备5台轴流推进器、1台自动对焦高清半球云台摄像机、2个大功率水下照明灯、1个直臂式作业机械手,可根据需要配置声呐、搭载其他仪器设备。ROV最大作业水深300 m,最大运动距离400 m,具有浮游和爬行两种可互相切换的模态,适用于水下地形地貌观察、水中环境监视、船体观察、船底检测等作业。     

"海马"号无人遥控潜水器

本文介绍了自主研发、国产化率90%、工作深度达4500 m的"海马"号无人遥控潜水器.首先介绍ROV作业系统构成,描述ROV总体设计,提出核心框架的设计理念,对ROV的电子控制系统进行说明和分析.最后,重点介绍自主研发的ROV控制系统软件,并对该软件的特点进行阐述.自主研发的深海作业型ROV"海马"号,实现关键技术国产化,在海洋科学研究、海底资源调查、水下油气工程、深海救助打捞以及水下军事领域等方面具有重要的价值和战略意义.     

ROV attitude control based on multi-motor cooperative propulsion北大核心CSCD

[目的]为了提高遥控水下航行器(ROV)在复杂水下环境中的姿态控制性能,开展多电机协同推进的ROV姿态控制研究。[方法]首先,针对多电机系统的结构和算法,分别提出一种基于PID速度补偿器的偏差耦合结构和一种新型非奇异终端滑模控制(SMC)算法,并设计一种新颖的基于多电机协同推进的ROV姿态控制方法;然后,建立ROV的运动学和动力学模型,开展推进器组推力建模分析、解耦简化ROV动力学模型研究;最后,设计一种ROV滑模姿态控制器。[结果]仿真结果表明,所提的结构和算法可提高多电机系统的抗干扰性、同步性和快速响应能力,进而提高ROV姿态控制系统的稳定性与鲁棒性。[结论]所提方法可为ROV姿态控制提供一种新的可用方案。     

江蘇科技大學海洋装备研究院水下结构检测与作业型ROV(一)

正水下结构检测与作业型ROV由本体、操控台、电源柜、脐带缆及缆车等4大部分构成。控制台与本体之间采用光纤通信。本体为开架式设计,配备5台轴流推进器、1台自动对焦高清半球云台摄像机、2个大功率水下照明灯、1个直臂式作业机械手,可根据需要配置声呐、搭载其他仪器设备。ROV最大作业水深300 m,最大运动距离400 m,具有浮游和爬行两种可互相切换的模态,适用于水下地形地貌观察、水中环境监视、     

有缆遥控水下机器人的研究与发展趋势

有缆遥控水下机器人(ROV)是探索和开发海洋的重要装备。ROV的研发,使人类能够对深海及危险水域进行探索,也因此促进了相关产业的发展。目前,欧美等发达国家掌握着这一研究领域的关键技术,开发的产品主要有观察型、作业型两类。水下机器人技术正在日趋成熟,其能力变得越来越强,应用范围也更广泛。近年来,国内相关企业及高校也投入研究力量,着力进行技术和产品研发,开发的多系列ROV主要用于海洋油气开发、水下探测等领域。随着国内对ROV关键技术的突破,制约其产业化发展的瓶颈必将被突破。未来,ROV的研发在高性能、大深度、专业化、智能化等方面将取得突破性进展,在探索海洋、开发海洋中将发挥更大的作用。