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.     

深海采矿船水下设备布放回收工艺

综合考虑复杂的海洋环境和水下设备形式,深入分析深海采矿作业中水下设备布放回收的技术难点和作业效率,开展布放回收系统中的集矿车、中继仓、提升泵和扬矿管等水下设备的配置和布局设计,形成深海采矿船水下设备布放回收工艺。研究结果可为深海采矿船水下设备布放回收系统的设计制造提供参考,为深海采矿船工程应用提供技术支撑。     

层次分析法在海上工程选址中的应用

由于深海资源勘探、深海环境调查等活动的需要,我国拟建设某工程。但在基地选址问题上多采用定性分析的方法,文章用层次分析法,定量的计算出基地的合理选择方案。     

MARIC设计的载人潜水器支持母船开建

<正>9月16日上午,中国船舶及海洋工程设计研究院(MARIC)为中国大洋协会设计的"深海一号"载人潜水器支持母船在武船重工开工建造。"深海一号"是目前世界新型、先进的载人潜水支持母船,该船将为"蛟龙"号载人潜水器深潜作业提供水下、水面支持及维护保养,以充分发挥其在深海科学考察、海底资源勘查、深海生物基因研究领域技术优势。     

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。     

我国深海油气工程核心技术与装备国产化挑战及对策

为积极应对全球海洋工程市场的新形势,加快我国深海油气工程的发展,本文深入分析我国深海油气工程核心技术与装备国产化的现状,指出现阶段发展所面临的挑战,并给出了应对策略。在深海油气工程领域我国要积极开展智能化、数字化、电气化转型,研发新型的浮式生产装置与水下产品,重视核心设计总成与开放式创新。在关键技术与装备方面我国要围绕勘探、钻井、开发、生产、弃置五方面进行专项攻关。我国的深海油气工程开发,应锁定核心技术与装备国产化,走开放创新之路。     

不同海域海洋环境水下地震波观测与分析

海洋环境水下地震波是水中目标探测、海底地壳活动及勘探等领域的重要研究方向。本文利用地震波传感器对我国部分海域环境地震波进行观测,并用爆炸声源对已知信号进行海上测试。经分析可得:根据不同震源可将环境地震波从频率上分为长周期波、远震、近震、航线等,航线地震波与其他噪声相比在5 Hz以上有明显宽频信号;同一海域,远震、近震和航线等环境地震波受水深影响较大;深海环境地震波噪声较低,且深海比浅海舰船地震波探测距离增加1倍以上;单传感器接收时地震波传感器接收信号信噪比高于水听器;爆炸声源地震波水平分量信噪比大于垂直分量,极化特征明显。     

不同海域海洋环境水下地震波观测与分析

海洋环境水下地震波是水中目标探测、海底地壳活动及勘探等领域的重要研究方向.本文利用地震波传感器对我国部分海域环境地震波进行观测,并用爆炸声源对已知信号进行海上测试.经分析可得:根据不同震源可将环境地震波从频率上分为长周期波、远震、近震、航线等,航线地震波与其他噪声相比在5 Hz以上有明显宽频信号;同一海域,远震、近震和航线等环境地震波受水深影响较大;深海环境地震波噪声较低,且深海比浅海舰船地震波探测距离增加1倍以上;单传感器接收时地震波传感器接收信号信噪比高于水听器;爆炸声源地震波水平分量信噪比大于垂直分量,极化特征明显.     

大深度载人潜水器搭载作业工具现状与展望

大深度载人潜水器搭载作业工具是借助深海载人运载器对深海地质、环境、生物和矿产资源等开展针对性科学研究的水下作业工具的统称,各式搭载作业工具能够不断提升和完善载人潜水器深海科学研究、调查勘探的综合作业能力。文章首先对我国首台7,000m级大深度载人潜水器"蛟龙号"及其作业工具进行了介绍,简述了国外同类型潜水器作业工具配备情况,然后在蛟龙号载人潜水器海试及应用的基础上,深入解析了我国大深度载人潜水器搭载作业工具技术现状,最后探讨了深海搭载作业工具发展趋势。     

深海锂电池关键技术研究与发展

本文综述了目前锂电池组在水下装备中的应用现状和技术进展，通过对现有深海锂电池技术的现状分析，结合目前国内在深海锂电池技术上的研究进展，分析了发展深海锂电池技术的必然性和急迫性。展望了未来水下无人化装备用深海锂电池技术的发展方向，聚焦在新体系锂电池、模块化成组技术、高效组合技术等发展方向，为我国水下装备向深远海进军提供了有力的技术支撑和理论支持。     

ROV检测技术

1 前言二十世纪六十年代以来,为了满足日益发展的海洋开发和海洋科学研究的需要,遥控潜水器的研制和应用迅速发展,新型遥控潜水器纷纷出现,广泛应用于水下工程、海洋石油资源开发、海洋矿物资源调查、海洋生物资源调查、深海打捞和潜艇救生等方面。     

电磁感应式水下松耦合变压器的设计与仿真

水下自治机器人的电能传输是深海资源勘探中必须解决的问题。如今大部分水下机器人采用接触式电能传输方法,然而其系统的复杂密封结构使其接口会出现严重磨损并存在漏电隐患。与接触式方法相比,非接触式电能传输技术^([1])(CLPT)方法避免了电击、漏电等危险,而且不需要复杂的密封工艺。首先,建立无线电能传输系统的互感和励磁模型,然后分析其系统传输特性,建立水下CLPT模型,利用ANSOFT仿真软件,得到自感、互感及耦合系数,通过对耦合器性能参数、漏磁屏蔽等进行有限元分析,实现电磁耦合器结构[2]的优化设计。进一步仿真耦合系数与气隙、输出电压和传输效率随负载的变化规律。仿真结果表明,优化后的电磁耦合器具有良好的耦合特性,能够充分发挥无线电能传输系统的优势,通过安全高效的传输方式地为水下机器人提供足够的电能。     

新型深海矿产开发模式的探讨

该文瞄准深海采矿技术发展前沿,从矿产开发模式顶层体系出发,阐述了目前水面采矿船集成矿浆水力提升管和自行式集矿机一体化模式的技术特点与挑战.针对深海矿产开采中难以解决的水面与水下系统串联可靠性,以及恶劣海况作业、能耗与经济性、应急解脱等技术难题,提出水面分布式和水下分布式矿产开发创新模式,介绍2种模式的概念方案;建议以采、输、储一体化模式为依托,开展深海矿产开发全流程工程化演示验证,并推动水面分布式和水下分布式矿产开发等颠覆性技术研究,形成全天候、高产量、低能耗、环保和智能的矿产开发系统.     

"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.     

“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。     

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。     

深海海洋工程装备技术发展现状及趋势

深海开发对我国海洋工程的可持续发展具有极为深远的战略意义.介绍了几种主要深海海洋工程装备的发展现状及趋势,包括深海钻采平台及辅助装备、水下工程装备、深海运载与作业装备、超大型海洋浮式结构物等,并对国际深海海洋工程装备的整体发展趋势进行了总结与展望.     

深海钻井水下设备

近年来,深海石油作业被认为是石油工业的一个重要前沿阵地.随着海洋石油勘探技术的发展,人们现在已越来越向深海挺进.在墨西哥、巴西、北海以及西非等地区从深海钻井获得了大量的油气,产生了很好的经济效益.当然深海钻井困难很大,不利因素很多.本文主要介绍深海钻井水下设备.     

深海载人平台观察系统研究与设计

介绍水下摄像与照明装备以及观察窗的技术现状,围绕深海载人平台观察系统开展设计,阐述深海载人平台高清摄像与水下照明系统的布置及体系架构,给出深海载人平台观察窗的类型和材质,分析深海载人平台观察窗的照明条件和厚度,为深海载人平台观察系统的设计提供参考。     

振华重工研发国内首个深海下主动波浪补偿起重机

<正>近日,振华重工自主研发了国内首个30 t深海下主动波浪补偿甲板起重机,并成功申请3项国家专利,填补了国内在该领域的研发空白,打破了国外的技术垄断。该系统可广泛应用于水下600 m以内的海上补给、海洋钻井、有缆海底机器人安装作业、深海探测等。受波浪起伏影响,工程船在海上作业时会随着波浪晃动,船体晃动则直接导致水下起重机的吊钩不稳,增加海上作业困难,影响水下的安装作业。具备波浪补偿功能的起重装备可以很好地解决这类问题,