国内外海洋无人系统智能装备产业发展现状

21世纪以来,全球海洋经济快速发展,海洋科技驱动日益强劲,海洋开发装备呈现高质量发展趋势。随着云计算、大数据、人工智能等新一轮信息技术在各领域的深入应用,智慧海洋成为实施海洋强国战略的又一角逐“高地”。作为智慧海洋建设的重要装备之一,海上无人系统装备综合运用了现代工程技术、网络信息技术、人工智能技术等,实现深海进入、深海探测、深海开发.     

“I-EXPLORER”——多元化智能海洋探测系统

正多元化智能海洋探测系统("I-EXPLORER")由母船、温差能驱动型水下滑翔机和水下仿生机器人组成,3个部分各自探测不同深度、多种类型的海洋数据,独立作业能力强又高度协调工作。I-EXPLORER可实现多层次、立体化海洋数据探测,以大数据技术构建"数字化海洋"。系统设计特点如下:1)基于"母—子"船的设计概念;2)突破了传统ROV携带AUV的作业方式,实现AUV携带AUV;3)通过将母船、水下滑翔机和水下仿生机器人收集到的海洋数据进行处     

电机-智能材料复合型仿生鳍设计及分析

针对目前开发的仿生鱼鳍驱动方式及其功能单一等不足,提出一种电机-智能材料复合型仿生鳍。首先介绍仿生鳍机构原理及设计思路,对仿生鳍单元的运动关系进行建模;结合动力学仿真软件分析不同曲柄长度时鳍条运动角位移、角速度和角加速度随时间的变化情况;最后试验测试仿生鳍推进器的平均推进速度和平均推进力随鳍条运动频率的变化情况,并比较分析相同运动学参数下鳍条摆幅从根部至端部逐渐增大运动模式和鳍条摆幅从根部至端部等幅运动模式推进性能的差异。该研究充分利用机电系统响应速度快和驱动力大的优势,结合智能材料形状记忆合金功重比高和柔性驱动等优点,使仿生鳍不仅实现了两种驱动方式上的融合,而且通过仿生鳍的多种运动方式(波动、摆动以及复杂三维柔性运动),满足了巡游、转弯以及稳定性调节等多种需求。     

高模量合成纤维缆绳在海洋调查绞车上的应用

为了新型高模量合成纤维(HMSF)缆绳能更好地应用于海洋调查绞车及深海调查作业,文章从海洋调查绞车及深海调查作业应用HMSF缆绳的必要性出发,详细说明高模量合成纤维的种类和性能,进而分析并论述衡量HMSF缆绳性能的主要指标,提出使用HMSF缆绳的海洋调查绞车设计和深海调查作业的要点,最后对海洋调查绞车行业提出相关建议。     

多浮标集装式深海信息传输平台系统技术

从国家安全、海洋开发、监测平台的发展需求方面,阐述了深海监测平台对深海环境监测的意义,以及国内外的发展现状。根据国家发展需要和国家"863计划"的要求,开展了本项工作,由此提出了一种多浮标集装式深海信息传输平台,详细论述了该平台系统结构、功能,以及各组成系统的作用,并对平台系统关键组部件进行了有限元分析计算,以及对平台系统工作过程、工作流程进行了详细介绍。     

基于SMA元件驱动的仿生机器乌贼模型的设计研究

通过对利用形状记忆合金SMA作为驱动元件的水下机器人和传统驱动元件的水下机器人进行比较,分析了这2种不同驱动元件机器人各自的优缺点.结合仿生学原理,提出了仿生机器乌贼的设计原理,并设计了机器乌贼的软件和硬件.通过试制和水池实验实现了部分功能.对从事水下特殊作业的机器人研究有一定的借鉴意义.     

国外深海技术发展研究(上)

21世纪是海洋世纪,是海洋经济可持续发展的时代,海洋不仅是自然资源的宝库,也已成为军事大国炫耀武力与展示高新技术武器装备的广阔天地。在世界许多国家积极向海洋挺进,大力发展海洋技术特别是深海技术的今天,我国也清醒地认识到深海大洋对于一个国家的重要性,适时提出了新世纪国防和国家海洋战略、世界第一造船大国的发展战略以及深海重大科技工程的发展规划,这为我们大力发展深海技术提供了良好的契机。本报告旨在密切跟踪国外深海技术发展的最新动态,通过对国外深海技术的深入分析研究,为我国开展深海重大科技工程、实施世界第一造船大国战略和实现海军武器装备跨越发展提供技术支撑和情报支持。通过本课题的研究对于我们跟踪了解国外深海技术的发展水平、现状和趋势,充分认识我国与世界先进水平之间的差距,真正作到有所为,有所不为,同时对于我国深入开展深海重大科技工程的研究、实现世界第一造船大国和海军武器装备跨越发展的宏伟目标都具有重要的意义。[编者按]     

复合驱动仿生胸鳍机构设计与水动力研究

针对仿鱼型海洋探测机器人低速时的机动性问题,受鹞鲼鱼类依靠胸鳍摆动实现各种水下运动的启发,设计出一种基于共融理论的复合驱动刚-柔多体耦合仿生鱼胸鳍机构。通过构建基于三维非定常湍流控制方程组的柔性鳍摆动系统水动力学模型,研究仿生胸鳍柔性鳍面摆动时周围压力和速度场的变化情况,分析不同摆动幅度和频率下鳍面的水动力学特性,揭示仿生鹞鲼机器鱼的水下运动机理,对摆动胸鳍的水动力进行仿真。结论表明:鳍面摆动时周围的漩涡能够引起胸鳍面上推力、升力及侧向力按类似正弦变化,而推进力和侧向力的大小随摆动幅值和摆动频率增加而增大。     

深海浮力材料体积弹性模量测试方法研究进展

固体浮力材料是现代深潜技术的重要组成部分之一,是深潜器设计装备的六大关键技术之一,也是海洋勘察及深海工程中最普遍应用的一种材料。这种材料主要是为深海装置提供浮力,以实现深海装置的悬浮定位,无动力上浮下潜,增大有效载荷,减少外型尺寸。固体浮力材料在应用到深水装备之前,需要对其关键性能指标进行检验,包括密度、高压吸水率和体积弹性模量等,以保证深水装备的安全使用。其中,体积弹性模量的检验则是一个技术难点。鉴于此,本文综述国内外固体浮力材料体积弹性模量的测试方法,包括仿真计算法、超声测量法和高压原位测试法,为水下装备设计开发人员提供参考。     

国外深海技术发展研究（四）

21世纪是海洋世纪，是海洋经济可持续发展的时代，海洋不仅是自然资源的宝库，也已成为军事大国炫耀武力与展示高新技术武器装备的广阔天地。在世界许多国家积极向海洋挺进，大力发展海洋技术特别是深海技术的今天，我国也清醒地认识到深海大洋对于一个国家的重要性，适时提出了新世纪国防和国家海洋战略、世界第一造船大国的发展战略以及深海重大科技工程的发展规划，这为我们大力发展深海技术提供了良好的契机。本报告旨在密切跟踪国外深海技术发展的最新动态，通过对国外深海技术的深入分析研究，为我国开展深海重大科技工程、实施世界第一造船大国战略和实现海军武器装备跨越发展提供技术支撑和情报支持。通过本课题的研究对于我们跟踪了解国外深海技术的发展水平、现状和趋势，充分认识我国与世界先进水平之间的差距，真正作到有所为，有所不为，同时对于我国深入开展深海重大科技工程的研究、实现世界第一造船大国和海军武器装备跨越发展的宏伟目标都具有重要的意义。[编者按]