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水下机器人

水下机器人

智慧的结晶

  无人遥控潜水器,也称水下机器人。它的工作方式是。由水面母船上的工作人员,通过连接潜水器的脐带提供动力,操纵或控制潜水器,通过水下电视、声呐等专用设备进行观察,还能通过机械手,进行水下作业。目前,无人遥控潜水器主要有,有缆遥控潜水器和无缆遥控潜水器两种,其中有缆避控潜水器又分为水中自航式、拖航式和能在海底结构物上爬行式三种。

  特别是近10年来,无人遥控潜水器的发展是非常快的。从1953年第一艘无人遥控潜水器问世,到1974年的20年里,全世界共研制了20艘。特别是l974年以后,由于海洋油气业的迅速发展,无人遥控潜水器也得到飞速发展。到1981年,无人遥控潜水器发展到了400余艘,其中90%以上是直接;或间接为海洋石油开采业服务的。1988年,无人遥控潜水器又得到长足发展,猛增到958艘,比1981年增加了110%。这个时期增加的潜水器多数为有缆遥控潜水器,大约为800艘上下,其中420余艘是直接为海上池气开采用的。无人无缆潜水器的发展相对慢一些,只研制出26艘,其中工业用的仪8艘,其他的均用于军事和科学研究。另外,载人和无人混合理潜水器在这个时期也得到发展,已经研制出32艘,其中28艘用于工业服务。

  1.天人有缆潜水器研制与发展。无人有缆潜水器的研制开始于70年代,80年代进入了较快的发展时期。

  1987年,日本海弹积。学技术中心研究成功深海无人遥控潜水器“海鲀3K”号,可下潜3300米。研制“海鲀3K”号的目的,是为了在载人潜水之前对预定潜水点进行调查而设计的,供专门从事深海研究的,同时,也可利用“海鲀3K”号进行海底救护。“海鲀3K”号属于有缆式潜水器,在设计上有前后、上下、左右三个方向各配置两套动力装置,基本能满足深海采集样品的需要。1988年,该技术中心配合“深海6500”号载人潜水器进行深海调查作业的需要,建造了万米级无人遥控潜水器。这种潜水器由工作母船进行控制操作,可以较长时间进行深海调查。这种潜水器可望在1992年内建成,总投资为40亿日元。日本对于无人有缆潜水器的研制比较重视,不仅有近期的研究项目,而且还有较大型的长远计划。目前,日本正在实施一项包括开发先进无人遥控潜水器的大型规划。这种无人有缆潜水器系统在遥控作业、声学影像、水下遥测全向推力器、海水传动系统、陶瓷应用技术水下航行定位和控制等方面都要有新的开拓与突破。这项工作的直接目标是有效地服务于200米以内水深的油气开采业,完全取代目前由潜水人员去完成的危险水下作业。
 

释放6000米水下自治机器人

  在无人有缆潜水技术方面,始终保持了明显的超前发展的优势。根据欧洲尤里卡计划,英国、意大利将联合研制无人遥控潜水器。这种潜水器性能优良,能在6000米水深持续工作250小时,比现在正在使用的只能在水下4000米深度连续工作只有l2小时的潜水器性能优良的多。按照尤里卡EU-191计划还将建造两艘无人遥控潜水器,一艘为有缆式潜水器,主要用于水下检查维修;另一艘为无人无缆潜水器,主要用于水下测量。这项潜水工程计划将由英国;意大利、丹麦等国家的l7个机构参加。英国科学家研制的“小贾森”有缆潜水器有其独特的技术特点,它是采用计算机控制,并通过光纤沟通潜水器与母船之间的联系。母船上装有4台专用计算机,分别用于处理海底照相机获得的资料,处理监控海弹环境变化的资料,处理海面环境变化的资料,处理由潜水器传输回来的其他有关技术资料等。母船将所有获得的资料。经过整理,通过微波发送到加利福尼亚太平洋格罗夫研究所的实验室,并贮存在资料库里。

  无人有缆潜水器的发展趋势有以下见点:一是水深普遍在6000米;二是操纵控制系统多采用大容量计算机,实施处理资料和进行数字控制;三是潜水器上的机械手采用多功能,力反馈监控系统:四是增加推进器的数量与功率,以提高其顶流作业的能力和操纵性能。此外,还特别注意潜水器的小型化和提高其观察能力。

  2.无人无线潜水器的研制与发展。

  1980年法国国家海洋开发中心建造了“逆戟鲸”号无人无缆潜水器,最大潜深为6000米。“逆朗鲸”号潜水器先后进行过130多次深潜作业,完成了太平洋海底锰结核调查海底峡谷调查、太平洋和地中海海底电缆事故调查、洋中脊调查等重大课题任务。1987年,法国国家海弹开发中心又与一家公司合作,共同建造“埃里特”声学遥控潜水器。用于水下钻井机检查、海底油机设备安装、油管辅设、锚缆加固等复杂作业。这种声学遥控潜水器的智能程度要比“逆戟鲸”号高许多。 1688年,美国国防部的国防高级研究计划局与一家研究机构合作,投资2360万美元研制两艘无人无缆潜水器。1990年,无人无缆潜水器研制成功,定名为“UUV”号。这种潜水器重量为6.8吨,性能特别好,最大航速10节,能在44秒内由0加速到10节,当航速大于3节时,航行深度控制在土1米,导航精度约0.2节/小时,潜水器动力采用银锌电池。这些技术条件有助于高水平的深海研究。另外,美国和加拿大合作将研制出能穿过北极冰层的无人无缆潜水器。据报导,在1993年前,这种穿越北极冰层的无人无缆潜水器将会问世,美国将建造两艘,英国也建造两艘,瑞典将建造一艘。

  目前,无人无缆潜水器尚处于研究、试用阶段,还有一些关键技术问题需要解决。今后,无人无缆潜水器将向远程化、智能化发展,其活动范围在250~5000公里的半,径内。这就要求这种无人无缆潜水器有能保证长时间工作的动力源。在控制和信息处理系统中,采用图像识别、人工智能技术、大容量的知识库系统,以及提高信息处理能力和精密的导航定位的随感能力等。如果这些问题都能解决了,那么无人无缆潜水器就能是名符其实的海洋智能机器人。海洋智能机器人的出现与广泛使用,为人类进入海洋从事各种海洋产业活动提供了技术保证。

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