北京赛车pk10投注平台
欢迎来到北京赛车pk10投注平台官网!

热线电话: 400-292-8522
您当前所在的位置:主页 > 产品展示 > WiFi智能家居 >

征服未知海底的利器——智能水下机器人

  像卫星探索宇宙空间一样,水下机器人是人类的眼睛和手臂在海底的延伸。下面小编将带您认识深水油气开发的利器水下机器人。

  中国在水下机器人研究方面起步虽晚,但通过不懈努力取得了巨大技术成果。2014 年我国自主研制的 6000 米 AUV( 无缆水下机器人 )“潜龙一号”在东北太平洋多金属结核合同区成功下潜作业、“蛟龙号”下水、“北极 ARV”助力科考,都彰显了我国在水下机器人领域的研发决心和科研技术成果。

  未来 10 年将是中国水下机器人发展的关键期。与水下机器人最相关的三个行业是海洋油气业、海洋渔业以及海洋矿业。

  水下机器人是工作于水下的极限作业机器人,能潜入水中代替人完成某些操作,又称无人遥控潜水器。由于水下环境恶劣危险,人的潜水深度有限,所以水下机器人日益成为开发海洋的重要工具。

  广义☆△◆▲■上的水下机器人,也可称作潜水器 (UnderwaterVehicles),是一种可在水下代替人,在充满未知的海洋环境中完成某种任务的装置。

  就外形看,目前大部分水下机器人是框架式或类似于潜艇的回转细长体。随着仿生技术的不断发展,仿鱼类形态和运动方式的水下机△▪▲□△器人,将会不断发展。

  根据是否★▽…◇载人,可将潜水器分为载人潜水器和无人潜水器。无人潜水器按照与水面支持系统间联系方式的不同,可以分为有缆遥控水下机器人 (Remotely Operated Vehicle,简称RO◁☆●•○△V)、无缆水下机器人(Autonomous Underwater Vehicle,简称 AUV))两种。有缆水下机器人都是遥控式的,根据运动方式不同可分为拖曳式、( 海底 ) 移动式和浮游 ( 自航 ) 式三种。

  无缆水下机器人一般是自治式机器人(又称智能机器人),它能够依靠本身的自主决策和控制能力,高效率地完成预定任务,在一定程度上代表了目前水下机器人的发展趋势。

  载人潜水器是由人工输入信号操控各种动作,由潜水员和科学家通过观察窗直接观察外部环境。其优点是由人工亲自做出各种核心决策,便于处理各种复杂问题,但是人员面临的危险性大。由于载人潜水器需要足够的耐压空间、可靠的生命安全保障和生命维持系统,使得潜水器体积庞大、系统复杂、造价高▲★-●昂、工作环境受限。

  有缆水下机器人(ROV)需要由电缆从母船接受动力,且不★◇▽▼•需要人为干预。其主要由水面设备(包括操纵控制台、电缆绞车、吊放设备、供电系统等)和水下设备(包括中继器和潜水器本体)组成。潜水器本体在水下靠推进器运动,本体上装有观测设备(摄像机、照相机、照明灯等)和作业设备(机械手、切割器、清洗器▲●…△等)。潜水器的水下运动和作业,是由操作员在水面母舰上控制和监视,电缆向本体提供动力和交换信息,中继器可减少电缆对本体运动的干扰。人们通过电缆对 ROV 进行遥控操作,电缆如同“脐带”一样,对 ROV 至关重要。但细长的电缆悬在海中,也成为 ROV 最脆弱部分,大大地限制了机器人的活动范围和工作效率。

  无缆水下机器人(AUV)又称自治水下机器人、智能水下机器人,是将人工智能、探测识别、信息融合、智能控制、系统集成等多方面技术,集中应用于同一水下载体上,在没有人工实时控制的情况下,自主决策、控制完成在复杂的海洋环境中的预定任务的机器人。是从简单的遥控式向监控式发展,即由母舰计算机和潜水器本体计算机实行递阶控制,它能对观测信息进行加工,建立环境和内部状态模型。操作人员通过人机交互系统,以面向过程的抽象符号或语言下达命令,并接受经计算机加工处理的信息,对潜水器的运行和动作过程进行监视并排除故障。操作人员仅下达总任务,机器人就能根据识别和分析环境,自动规划行动、回避障碍、自主地完成指定任务。受益于近海油气开发,我国无人有缆遥控潜水器急速放量。

  我国对水下机器人的研究与开发起步较晚,从七十年代末才开始研究,相比欧美和日本,我国一直处于落后水平。

  我国的水下机器人研究,是从立足军事需求起步的。七十年代末期,中国科学院沈阳自动化研究所和上海交通大学开始从事ROV的研究与开发, 合作研制了我国第一个 “海人一号” ROV,“海人一号”是我国独立自主研发的第一台大型水下机器人。

  目前 , 我国军用水下机器人已经形成系列,特别★△◁◁▽▼是 6000m 深水机器人的问世,表明我国在此领域已经取得了一定成绩。

  CR-01 型无缆自治水下机器人是我国于 1992 年 6 月与俄罗斯科学院海洋技术研究所合作,于 1995 年 8 月研制成功的。其体长 4.37m,宽 0.8m,它在空气中的重量为 1305.15kg,它的最大潜深 6000m,最大水下航速 2 节,续航能力 10h,定位精度为10m ~ 15m,它可在 6000m 水▼▼▽●▽●下进行摄像、拍照、测量海底地势与剖面、海底沉物目标搜索▷•●和观察、水文物理测量和海底多金属结核丰度测量,并能自动记录各种数据及其相应的坐标位置。

  在东北太平洋多金属结核合同区成功下潜作业,顺利完成了综合性能测试。“潜龙一号”长 4.6m、直径 0.8m、重量为1500kg,最大工作水深 6000m,巡航速度 2 节,最大续航能力24h,配有浅地层剖面仪等探测设备,可完成海底微地形地貌精细探测、地质判断、海底水文参数测量和海底多金属结核丰度测定等任务。

  2014 年 7 月,我国“蛟龙”号载人潜水器下潜作业,并对搭载的微型无人潜水器“△▪▲□△龙珠”号进行试验。“龙珠◆▼”号重量仅有 40kg,配有 ◆◁•3 部电动推进器,通过一根光纤与“蛟龙”号相连,由“蛟龙”号球舱内的潜航员遥控控制,且自带摄像机,可进行水◇…=▲下观察和录像,与“蛟龙”号互补形成更全面的观测能力。在水下工作期间,“龙珠”号与“蛟龙”号按照预先规划的协同作业流程“分工协作”、“默契配合”,完成了相互之间互动拍摄和“龙珠”号的释放与回收等预定的工作任务,形成了两种不同类型的潜水器在水下协同作业的新模式。

  “北极 ARV”水下机器人能够在高纬度下实现对冰下海冰物理特征、水文和光学特性等的自主精确同步观测,为我国北极科考提供了一种大范围的先进、连续、实时的冰下观测技术手段。新一代北极 ARV 通过水下机器人携带光通量测量仪,可连续测量出海冰吸收的太阳辐射能的空间变化,估算出同纬度更大范围海冰对太阳辐射能的吸收,以此计算出太□◁阳辐射对该纬度北极海冰融化的贡献。

  太阳能自主水下机器人能解决远程续航问题。智能水下机器人向远程发展的技术障碍有三个:能源、远程导航和实时通信。目前正在研究的各种可利用的能源系统,包括一次电池、二次电•●池、燃料电池、热机及核能源。太阳能自主水下机器人需要浮到水面给机载能源系统充电,而这种可利用的能源又是无限的。

  发展优化 6000m 水深技术,成为许多国家的目标。海洋资源大多存储于深海,6000m 以上水深的海洋面积,占海洋总面积的97%。 因此, 许多国家把发展6000m水深技术作为目标,美国、日本、俄罗斯等▪▲□◁国,都先后研制了 6000m 级的无人潜航器。美国伍兹霍尔海洋研究所研制的深海探◇=△▲测器“ABE”,可在水深 6000m 的海底停留一年;日本 1993 年研制了工作水深为 11000m 的深海无人潜水器“海沟号”;中国的“潜龙一号”也具备了 6000m 深度的作业能力。

  增加水下机器人行为的智能水平,一直是各国科学家的努力目标。但由于目前的人工智能技术还不能满足水下机器人智能水平增长◇•■★▼的需要。因此,一方面,不能完全依赖于机器的智能,还需更多依赖传感器和人的智能,打造监控型水下机器人。另一方▪•★面,发展多机器人协同控制技术,也是未来自主水下机器人的重要发展方向。

北京赛车pk10投注平台

上一篇:幕帘探测器 下一篇:ip67级防水是什么意思