深海爬游机器人多腿位姿对巡游稳定性的影响

[目的]深海爬游机器人是一种新构型潜航器,其多腿位姿会改变周围流场与自身重心的分布。[方法]针对深海爬游机器人左右对称、前后近似对称、上下不对称的特点,建立深海潜航器的操纵性垂直面运动方程,得到相应的稳定性判据和临界速度。采用混合网格计算深海爬游机器人纯升沉和纯俯仰运动的水动力系数,并与试验值进行对比,然后结合判据,判定纵向展开位姿、横向展开位姿和着底位姿这3种位姿下深海爬游机器人的静稳定性和动稳定性,分析运动稳定性的主要影响因素。[结果]结果表明,深海爬游机器人的3种位姿均处于静不稳定和条件动稳定状态,设计航速低于临界速度,能满足直线稳定性的要求;静稳定性主要受与垂向力有关的位置导数的影响,其中横向展开位姿的最好,落地位姿的最差;动稳定性的优劣主要受与垂向力有关的位置导数、初稳心高和结构布局的影响,其中落底位姿的最好,横向展开位姿的最差。[结论]深海爬游机器人多腿位姿的水动力和稳定性规律能较好地指导控制设计并使之安全运行。     

海底光缆传输网络总体设计研究

论文介绍了国外海底光缆传输网络的最新研究和应用情况,提出了海底光缆传输网络的拓扑结构,设计了系统的总体结构和重点研究设备。海底光缆传输网络将海底分散的海洋环境观测、地质勘探等科学研究节点组网,实现各类海洋科学信息至岸基的综合传输与交换,具有高速、大容量的通信特点,是水下信息传输的重要手段,为深海科学研究提供关键技术支撑。     

“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。     

"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.     

科海拾贝

法最先进机器亮相 由法国ECA企业生产的,名为“阿利斯塔尔”的海底机器人,于今年6月在第二届国际海洋技术沙龙上亮相。据称,这个被誉为新技术杰作的机器人也是目前世界上最先进的自主型海底机器人。 “阿利斯塔尔”海底机器人的作用是探测深海中的物体,如海底输油管道、海底电缆以及海上油井等。它能够在3000米深的海底工作,并可携带100千克重的设备航行24小时以上而不需要重新充电。     

英首台遥控深海机器人考察南极海底

据悉,英国遥控深海机器人“埃西斯”最近对南极海底进行了考察,并拍摄到了丰富的海底生物,为了解南极海底的过去和未来提供了新证据。     

水下机器人结构形式及其发展趋势分析

水下机器人的结构是影响其运动性能的重要因素。按框架式、刚性外壳仿生式、柔性外壳仿生式、球形、滑翔式和链式6类结构,对水下机器人结构形式的发展现状和存在的关键技术问题进行分析。重点分析各类结构的驱动速度、加装载重和运动灵活性,以及在水下环境中的运动性和适应性。研究结果表明,水下机器人的结构形式正朝着高度柔性化、整体与局部结构之间高度变形化和多体结构可分离化的方向发展。     

水下机器人结构形式及其发展趋势分析

水下机器人的结构是影响其运动性能的重要因素。按框架式、刚性外壳仿生式、柔性外壳仿生式、球形、滑翔式和链式6类结构,对水下机器人结构形式的发展现状和存在的关键技术问题进行分析。重点分析各类结构的驱动速度、加装载重和运动灵活性,以及在水下环境中的运动性和适应性。研究结果表明,水下机器人的结构形式正朝着高度柔性化、整体与局部结构之间高度变形化和多体结构可分离化的方向发展。     

英首台遥控深海机器考察南极海底

据悉，英国遥控深海机器人“埃西斯”最近对南极海底进行了考察，并拍摄到了丰富的海底生物，为了解南极海底的过去和未来提供了新证据。     

基于载人潜水器的海底铺缆装置

本文分析多种海缆铺设方式,并结合载人潜水器的工作特点,提出了适合载人作业型潜水器搭载海底铺缆装置的深海铺缆作业方式。该方式设置1套海底铺缆装置,搭载于载人作业型潜水器上,通过载人作业型潜水器在近海底的航行机动,海底铺缆装置与载人作业型潜水器的航行机动协调匹配并同步放缆。本文介绍海底铺缆装置的铺缆原理、结构组成、驱动参数计算、液压控制系统,并详细介绍论述海底铺缆作业的实现方式。     

深海水下装备水润滑轴承研究现状与进展

阐述了国内外水润滑轴承的技术现状与发展动态,介绍了国内外主要供应商的水润滑轴承产品的技术特点和独特优势,对比分析了不同水润滑轴承的性能参数,总结了水润滑轴承在选型时需要重点考虑的问题,重点介绍了水润滑轴承的关键技术,在此基础上提出深海水润滑轴承设计流程,可为深海水下装备水润滑轴承的选型和设计提供参考。     

深海作业型机器人总体设计及性能分析

面对深海设备检修作业工作需求,基于SolidWorks虚拟设计技术,开展面向深海作业型机器人的总体模块化设计。基于有限元和经验公式,校核机器人承压构件的强度与稳定性;基于粘性流体理论,对ROV结构本体的阻力性能进行数值计算,为推进系统的设计和选型提供参考依据。针对机器人各项性能分析结果表明,机器人的结构性能满足1 200 m水深要求,推进系统可满足机器人对设计航速的要求。本文提出的面向深海作业型机器人的模块化设计方法可有效提高机器人设计的效率。     

深海作业型机器人总体设计及性能分析

面对深海设备检修作业工作需求,基于SolidWorks虚拟设计技术,开展面向深海作业型机器人的总体模块化设计。基于有限元和经验公式,校核机器人承压构件的强度与稳定性;基于粘性流体理论,对ROV结构本体的阻力性能进行数值计算,为推进系统的设计和选型提供参考依据。针对机器人各项性能分析结果表明,机器人的结构性能满足1200 m水深要求,推进系统可满足机器人对设计航速的要求。本文提出的面向深海作业型机器人的模块化设计方法可有效提高机器人设计的效率。     

常压潜水装具现状及关键技术综述

常压潜水装具是一种单人水下作业系统,它可实现水下现场的"快速评估"作业。主要应用于深水打捞救援作业、深海油气资源开发、海洋研究等多个领域。本文介绍常压潜水装具及特点;对国内外常压潜水装具的发展情况进行概述;分析常压潜水装具研制中的关键技术,包括关节、仿人形耐压结构、半球形观察窗、操纵控制及中性牵缆收放技术;最后探讨常压潜水装具的发展趋势。     

3D Trajectory Tracking Control Platform Design for Deep Sea Open-framed Remotely Operated Vehicle based on Hydrodynamics Test

由于深海潜水器的高研发成本和海洋环境的复杂性,文章设计并开发了一个深海潜水器近海底三维轨迹跟踪控制仿真平台,仿真平台主要包括海图数据处理、海底环境生成、水下机器人建模、轨迹跟踪仿真四个主要模块.建造了1:1.6的ROV缩尺比模型,通过VPMM和LAHPMM进行了模型水动力试验,获得了相关的水动力系数,并根据潜水器的结构布置特征,建立了5自由度的潜水器运动数学模型.在Windows操作系统VC++6.0集成环境下,通过OpenGL图形开发库,搭建了该仿真平台,并进行了初步调试,获得了比较理想的模拟效果.     

基于超声原理消应力爬壁机器人的研制

针对当前超声消应力现状,文章将超声消应力技术与爬壁技术、常规移动机器人技术相融合,提出消应力爬壁机器人的概念,基于永磁吸附原理开展消应力爬壁机器人的总体方案设计、力学分析和测试工作,研制成功消应力爬壁机器人原理样机,并以焊接试板为对象进行了示范性应用。应用结果表明,研制的消应力爬壁机器人能够达到预期的应力消除效果,可替代人工完成应力消除作业,有助于提高船舶制造过程中的自动化水平,具有较高的工程应用价值。     

基于OpenGL的深海开架式潜水器视景仿真设计

采用虚拟仿真技术,以正在研发的深海开架式潜水器的设计尺寸和数字海底理论为基础,采用基于面向对象数据模型和基于表面三角剖分的方法来构建水下目标的三维空间数据模型。以三角形的空间拓扑关系为基础,利用SolidWorks建模工具和VC++OpenGL图形开发库,实现了深海虚拟环境下的系统仿真。通过水下目标的建模实例,验证了仿真平台的正确性和可行性,该平台还可应用于深海综合调查研究、水下机器人操纵运动控制仿真等领域。     

深海作业型带缆水下机器人关键技术综述

带缆水下机器人是深海勘探或采油的重要工具之一.近年来,国内外学者对其开展了广泛研究,部分成果已应用于工业生产环境.针对带缆水下机器人,从总体设计、脐带缆动力学、水动力性能、运动姿态控制以及水下机械手和作业装备等研究现状以及发展趋势进行分析综述.在总体设计方面,市场化与低成本技术使水下机器人使用前景更加广阔,针对各类特定任务的轻型和重型水下机器人发展极快;在水动力方面,机器人本体与脐带缆和机械手的耦合效应非线性较强,目前本体动响应预测精度不足,导致基于运动反馈的控制算法效果欠佳;在控制方面,滑模控制算法由于不依赖动力学响应而获得了较多应用,而基于模糊理论和神经网格的方法验证不够充分;在深海作业方面,多个刚体铰链外加抓具的结构是水下机械手最为常见的形式.扩展工具成为机械手的强有力补充,使水下机器人在深海资源获取中越来越不可替代.     

全海深自变形水下机器人高效运动实现机理研究

与常规水下机器人不同,全海深水下机器人面临万米的垂直剖面水深,当前全海深水下机器人的潜浮过程占据了其入水后的大部分时间,导致全海深水下机器人运动效率不高。本文通过对潜浮运动模式及低阻构形方式的分析,结合变形—变结构水下机器人的设计思想,构建了一种适应于水下水平面与垂直面的高效运动模式,提出一种面向全海深高效运动的自变形水下机器人的实现方法。在对自变形水下机器人潜浮阶段与海底直航阶段运动进行模型分析的基础上,提出基于有效工作时间的运动效率评价方法。最后结合流体仿真软件Fluent对阻力系数的辨识,对自变形水下机器人的运动效率进行评估,验证了该自变形的构形方式相较于传统回转外形构形方式在面向全海深工作环境的高效性。     

LBL声学定位技术在深水膨胀弯测量中的应用

针对深海油气田由于饱和潜水员的下潜深度通常在300 m以内,无法依靠潜水员完成海底管线膨胀弯和跨接管的测量的问题,介绍长基线水下定位技术,利用该技术,南海某气田项目成功测量和安装了多条膨胀弯和跨接管。