海洋工程中水下机器人技术的创新与实践

本文主要探讨了海洋工程中水下机器人技术的创新与实践。水下机器人技术为海洋工程提供了诸多优势,如提高水下作业效率、实现自动化作业以及降低施工成本。在应用过程中,关键技术包括水下机器人的规划、传感器技术、环境信息采集、导航控制技术以及遥控和自主模式的选择。实践表明,水下机器人在海洋资源勘探、环境监测与保护以及辅助施工方面发挥了重要作用。具体案例包括海底管道检测、海洋环境监测和应急救援以及海洋工程建设中的应用。随着技术的不断进步,水下机器人技术将在海洋工程中发挥越来越重要的作用。     

水下机械手的结构优化设计

随着水下作业机器人在探测、打捞、管线检测与修复等领域的应用不断深入,水下多指机械手的研制和开发逐渐受到各国机器人研究者的关注和重视.文中基于对非水环境机械手设计经验的总结,设计了三指水下机械手及其防腐密封结构,对结构参数进行了优化设计,根据优化设计结果研制了三指水下机械手原理样机,测试结果表明该手可灵活抓取多种复杂表面的物体,能部分代替人工水下作业.     

水下灵巧手的结构优化设计贺泽水下灵巧手的结构优化设计

随着水下作业机器人在探测、打捞、管线检测与修复等领域的应用不断深入,水下多指灵巧手的研制和开发逐渐受到各国机器人研究者的关注和重视。基于对非水环境灵巧手设计经验的总结,设计了3指水下灵巧手及其防腐密封结构,对结构参数进行了优化设计,根据优化设计结果研制了3指水下灵巧手原理样机。测试结果表明,该手可灵活抓取多种复杂表面的物体,部分代替人工水下作业。     

超短基线系统在ROV水下定位的应用研究

一、概述 在实施水中消防作业、沉船打捞等救捞任务之前,首要的任务是要确切定位水下目标、了解水下情况。对海底失事船艇及其他沉没物的水下定位是一项关键且高难度的作业．水下定位一般是在概位搜索的基础上,利用声纳船及单（双）船拖扫方法并经潜水员水下探摸确定沉船的具体位置。随着水下机器人技术的成熟,利用水下机器人进行水下定位作业也得到越来越广泛的应用。     

服务交通强国建设 亟待补齐我国救捞系统发展短板

1救捞系统是我国海上应急救援中坚力量我国海上应急救援力量包括救捞系统(1)专业队伍,海事、港航公安、渔政、公安水上执法等救援队伍,以及应急救援志愿者等,过往商船、渔船也有义务参与海上应急救援行动。救捞系统是我国唯一的国家海上应急救捞专业力量,具有执行空中、水上水下立体救助任务和应急抢险打捞任务的综合能力,最危险、最紧迫、最艰巨的海上救助打捞任务大多是由救捞系统专业队伍完成的。     

水下灵巧手的结构优化设计

随着水下作业机器人在探测、打捞、管线检测与修复等领域的应用不断深入，水下多指灵巧手的研制和开发逐渐受到各国机器人研究者的关注和重视。基于对非水环境灵巧手设计经验的总结，设计了3指水下灵巧手及其防腐密封结构，对结构参数进行了优化设计，根据优化设计结果研制了3指水下灵巧手原理样机。测试结果表明，该手可灵活抓取多种复杂表面的物体，部分代替人工水下作业。     

卡尔曼滤波算法在自主式水下机器人超短基线定位中的应用

近年来,海洋开发进程不断深入,水下机器人在海洋探测、海上救助等领域发挥着越来越重要的作用。基于超短基线的声波探测定位技术是采集和传递信息的最有效手段,是解决水下机器人定位精度的有效途径。本文研究基于超短基线定位的原理,分析产生定位误差的原因,利用卡尔曼滤波算法提高水下机器人的定位精度。     

水下大型搭载平台与微小型机器人的干扰性能研究

文章采用CFD技术计算大型水下搭载平台与微小型水下机器人之间的水动力干扰性能.作为对水下搭载的可行性的验证,研究了二维物体和壁面的干扰,进而计算了在不同来流速度和距离时的阻力、升力和倾覆力矩性能.同时计算了大型搭载平台与微小型机器人在不同来流速度和不同距离改变时的阻力、升力和倾覆力矩性能.此外,对微小型水下机器人的中纵剖面的压力和速度分布进行了细致的分析.     

水下机器人科学考察技术应用

水下机器人是重要的水下装备移动载体,可搭载操作机械、样本采集装置和环境传感器等装备以实现多样化的海洋科考任务.本文从水下机器人的类型、导航控制、环境感知、数据采集和样本采样等方面进行概括,分析水下机器人在海洋科考领域的应用技术,展望水下机器人的发展.     

水下捕捞机器人的研究现状与发展

本文介绍了国内外水下机器人研究现状和研究技术。基于现有水下机器人的技术水平和水下捕捞的具体环境,讨论了水下捕捞机器人机、电、流体、智能识别等关键技术,并对比了各项技术之间的优缺点。展望了未来水下捕捞机器人的发展趋势。     

130t水下破碎、打捞抓斗的研制

随着海上运输的日趋繁忙,沉船事件屡见不鲜,快速及时地打捞沉船成为海上救助、打捞部门的一个工作重点。水下破碎、打捞抓斗作为一种新型破碎、打捞工具,近年来受到人们越来越多的关注。根据客户需求,烟台海港机械厂进行了130 t两瓣四索水下破碎、打捞抓斗的研制。1设计原则根据130 t水下破碎、打捞抓斗的工况特点,确定其设计原则如下：（1）设计合理的结构和机构,     

小型化碟形水下机器人系统设计

当前应用于湖泊海域的小型水下机器人较少，且成本较高。提出一种自主式碟形水下机器人，并完成了系统设计和相关试验，实现其高度自主化和无疲劳连续性作业等功能，大幅提升小型水下机器在湖泊海域作业的可靠性、安全性和高效性，对于推进小型水域的科考工作发展具有重要意义。     

水下小型爬行视频监测机器人设计与控制的研究

目前水下小型爬行检测机器人已经成为各国研究的热点,本文提出了一种新型水下小型爬行视频检测机器人的设计方案,重点解决了结构设计和远程控制中有关密封方式、电机驱动选型、远程信号传输等问题。该机器人可以推广应用于核电反应堆大修管道检查以及石油、水下养殖、考古、探矿、航运、水下工程监测等一些危险或人不方便检查的场合,有着广泛的应用前景。     

基于广义最小二乘法的ROV水下机器人模型在线参数辨识

以水下机器人俯仰操纵响应模型为研究对象,并由小型特种水下机器人实时采集纵向变电机速度、前推电机1速度、前进电机2速度、侧推电机速度和俯仰角等试验数据,通过对这些试验数据进行分析,采用基于ARX模型的广义最小二乘法对一种变桨机构的ROV水下机器人运动模型进行在线辨识建模.将水下机器人航向角实时预报结果与试验数据进行比较,结果表明,辨识得到的水下机器人运动模型具有良好的泛化性能,可为后续ROV水下机器人的航向控制器优化提供参考.     

虚拟现实技术在自主水下机器人避障模拟中的应用

当前研发的自主水下机器人避障数据获取难度较大,导致避障精准度降低,因此研究了虚拟现实技术在自主水下机器人避障模拟中的应用。采用声呐探测技术对不同水域的水下环境数据进行采集,通过虚拟现实技术将采集的声呐数据转换为三维场景。利用SOV视觉算法对三维场景避障数据进行分析与计算,根据分析结果对自主水下机器人避障算法进行修正,从而完成自主水下机器人避障模拟。通过仿真实验,采用传统避障方法与提出模拟方法进行避障精准度测试,通过数据证明提出研究的有效性。     

便携式水下机器人设计

出于对近海海洋探索的目的,本文应用了上次研究[1]的水下ROV空间姿态控制系统设计了一种便携式水下机器人。该水下机器人系统硬件部分主要由电源模块、无刷电调、遥控部分以及姿态传感器模块组成,软件控制以及相关数据处理由一块ARM-M3内核的处理器完成,编译软件使用Kile。水下机器人结构采用3D打印机制作,材料选用PLA。遥控通讯采用CAN总线协议。水下机器人经过实际调试可以达到相关技术要求,下潜深度100 M,能实现简单的水下作业要求。     

水下滑翔机试验样机系统设计

水下滑翔机作为一种新型的水下机器人巧妙地利用了水平固定翼将净重力转换为前进驱动力,从而降低了水下机器人的功耗。在海洋科学研究、环境监测、资源探测和军事侦察等方面都具有广阔的应用前景。文章介绍了水下滑翔机试验样机主体结构设计,姿态调节系统设计,浮力调节液压系统设计和控制系统系统设计。对嵌入式低功耗设计和层次设计做了重点介绍,并且对基于双向流量计浮力调节液压系统进行了详细介绍和仿真分析。     

水下复杂目标在空间中低频散射场的TSS-FDTD分析北大核心CSCD

[目的]随着人类对海洋资源的逐步开发,海面下运行的航行器数量激增,由此带来的对航行器等水下复杂目标的电磁探测问题亟待解决。[方法]基于总场-散射场源时域有限差分方法(TSS-FDTD)和海面上下表面的场值转换算法,分析水下天线阵列源照射水下航行器目标产生散射场的空间分布规律。通过计算得到水下天线阵列与复杂目标附近区域的场分布、整个水下空间的场分布和海面上方的场分布,并将目标与源在不同相对位置的3组模型在空间中的散射场进行对比分析。[结果]结果表明:在海水内部环境中,不同目标模型的散射场差异较大,通过观测该散射场可确定目标的存在;而在海面上空,不同目标模型的散射场差异较小,通过观测其散射场均值和能量分布情况也能确定目标是否存在。[结论]研究结果可为相似工作频段的探测雷达提供数值参考,为水下航行器探测、水下救援、打捞沉船等工程领域提供技术支撑。     

水下航行体位置指示及打捞、回收新技术研究

讲述了国内外水下航行体位置指示及打捞、回收技术的发展概况，提出了利用GPS技术和自动导向对接技术的新型位置指示和打捞回收方案。对方案中的关键技术进行了理论分析和计算，并给出了可能实现的具体途径。     

浅谈基于水下搜寻设备的内河水域应急救助抢险作业流程

随着水下搜寻设备的发展,水下应急救助抢险作业方式发生了根本性的变化。本文着眼于内河水域作业,将作业流程划分为背景信息获取、声学扫测与疑似点辨识、目标确认与定位、挂钩打捞出水四个阶段,并从工作方法与设备选取的角度进行了探讨。