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探海高手——水下机器人
作者:润商客服    发布于:2019-03-22 11:20:54    文字:【】【】【
摘要: 众所周知,海洋总面积要比陆地总面积大很多,其中海洋总面积为3.6×108平方千米,占地球总面积的70.8%,陆地占地球总面积为29.2%,海水总体积约为1.37×109立方千米,平均水深3800m,最深的马里亚纳海沟为11034米。图1显示了海洋和陆地表面积对比,同时也对七大洲的面积进行了大小排序。
      1 关于海洋的小知识
      众所周知,海洋总面积要比陆地总面积大很多,其中海洋总面积为3.6×108平方千米,占地球总面积的70.8%,陆地占地球总面积为29.2%,海水总体积约为1.37×109立方千米,平均水深3800m,最深的马里亚纳海沟为11034米。图1显示了海洋和陆地表面积对比,同时也对七大洲的面积进行了大小排序。
      在这广阔无垠的海洋空间中,蕴藏着丰富的海洋生物资源、海洋矿产资源和海洋能源。
      其实,人类很早以前就梦想着潜入海底,并不断有人进行着各种尝试。人类梦想能够乘坐某种装置,实现水下的考察或作业;或者令其按照人类的意愿,替代人类完成水下的观察、测量、取样和水下作业等,无形当中促使着水下机器人的诞生。现如今这些已不再是梦想,而是成为了现实。
      2 水下机器人分类
      1)按照是否载人分类
      HOV:是在潜水球和潜艇技术微型化基础上发展起来的,现代的HOV都有供观察用的窥视窗,并附有水下照明、水下电视和摄像设备、声纳、机械手等,耐压舱内除可容纳2~3名潜水人员外,还装有各种计测仪器、导航仪器和通讯设备。
      UUV:随着计算机技术、水下微光电视、水声定位导航、声纳成像技术以及遥控技术的高速发展,同时出于军事等方面的需求,世界各国相继研制了UUV。由于UUV不载人,所以省去了载人的舱室及生命保障系统,可以做的轻巧灵活,从而避免了潜水病和人身事故。
      2)按照水下机器人与母船之间有无电缆分类
      ROV系统:一般包括水面控制台、水面控制系统、脐带电缆和ROV潜水器,如图5所示。通过脐带电缆,水面控制台将能源、命令和控制信号传递给潜水器,而且也能接收返回的传感器数据。一般来说,脐带电缆应具有足够的强度以克服意外情况的发生。
      应用:安全搜救、管道检查、科研教学、水下考古等。
      AUV:具有活动范围大、机动性好、隐蔽性好、安全、智能化等优点。
      应用:在民用领域,可用于铺设管线、海底考察、数据收集、钻井支援、海底施工,水下设备维护与维修等;在军用领域则可用于侦察、布雷、扫雷、援潜和救生等。
      中国科学院沈阳自动化研究所是国内最早开始海洋机器人研究的单位,拥有30多年研制水下机器人的历史,前前后后研制了多款水下机器人。水下机器人还可以依照其它不同分类方式进行分类,如按照用途水下机器人可以分为作业用、计量用和测量用。
      3、自主水下机器人的发展趋势
      AUV没有脐带电缆,一方面人与AUV之间的信息交换受到了限制,因为AUV的能力很大程度上取决于其本身的智能水平,智能水平的高低决定了AUV功能的强与弱,也就成为AUV技术发展的关键因素。另一方面,AUV的能源必须由其自身携带,因而低成本、高效率、大能量、高能比的新能源的开发是另一个AUV发展的关键因素。从国际上的各类水下机器人的发展动向上来看,AUV是世界各国研究和发展的热点,就水下机器人而言,21世纪将是AUV的世纪。
      虽然目前水下自主水下机器人技术发展已取得令人振奋的进展,但水下自主水下机器人距离满足海洋研究开发或成为武器装备的需求还有一段较长的路,仍然面临大量的技术难题需要攻克。需要新一代的年轻人投入到水下机器人事业中来,为其注入新鲜血液,增添活力。
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