水下机器人ROV讲课教案课件

第第第第 3 3章章章章 水下机器人水下机器人水下机器人水下机器人 3.13.1水下机器人发展与分类水下机器人发展与分类水下机器人发展与分类水下机器人发展与分类水下机器人水下机器人水下机器人水下机器人是一种可在水下移动、具有视觉和感知系统、通过是一种可在水下移动、具有视觉和感知系统、通过是一种可在水下移动、具有视觉和感知系统、通过是一种可在水下移动、具有视觉和感知系统、通过遥控或自主操作方式、使用机械手或其他工具代替或辅助人去遥控或自主操作方式、使用机械手或其他工具代替或辅助人去遥控或自主操作方式、使用机械手或其他工具代替或辅助人去遥控或自主操作方式、使用机械手或其他工具代替或辅助人去完成水下作业任务的装置。完成水下作业任务的装置。完成水下作业任务的装置。完成水下作业任务的装置。水下机器人水下机器人水下机器人水下机器人具有四个基本特点。具有四个基本特点。具有四个基本特点。具有四个基本特点。(1)(1)可移动性可移动性可移动性可移动性(2)(2)能够感知机器人的外部和内部环境特性能够感知机器人的外部和内部环境特性能够感知机器人的外部和内部环境特性能够感知机器人的外部和内部环境特性(3)(3)拥有完成使命所需的执行机构拥有完成使命所需的执行机构拥有完成使命所需的执行机构拥有完成使命所需的执行机构(4)(4)能自主地或在人的参与下完成水下作业能自主地或在人的参与下完成水下作业能自主地或在人的参与下完成水下作业能自主地或在人的参与下完成水下作业3.1.23.1.2水下机器人分类及用途水下机器人分类及用途水下机器人分类及用途水下机器人分类及用途3.1.13.1.1概述概述概述概述第3章水下机器人水下机器人是一种可在水下移动、具有视3.1.53.1.5水下机器人关键技术水下机器人关键技术水下机器人关键技术水下机器人关键技术能源技术能源技术能源技术能源技术精确定位技术精确定位技术精确定位技术精确定位技术零可见度导航技术零可见度导航技术零可见度导航技术零可见度导航技术 材料技术材料技术材料技术材料技术作业技术作业技术作业技术作业技术 声学技术声学技术声学技术声学技术 智能技术智能技术智能技术智能技术 回收技术回收技术回收技术回收技术3.1.5水下机器人关键技术作业技术3.23.2水下机器人结构水下机器人结构水下机器人结构水下机器人结构载体结构特点载体结构特点载体结构特点载体结构特点推进模式推进模式推进模式推进模式 动力供给动力供给动力供给动力供给 密封及耐压密封及耐压密封及耐压密封及耐压 防腐技术防腐技术防腐技术防腐技术3.33.3水下机器人控制水下机器人控制水下机器人控制水下机器人控制 3.3.13.3.1控制基本类型控制基本类型控制基本类型控制基本类型遥控型水下机器人遥控型水下机器人遥控型水下机器人遥控型水下机器人自治型水下机器人自治型水下机器人自治型水下机器人自治型水下机器人监控型水下机器人监控型水下机器人监控型水下机器人监控型水下机器人3.3.23.3.2控制方法控制方法控制方法控制方法底层控制底层控制底层控制底层控制高层控制高层控制高层控制高层控制3.2水下机器人结构推进模式动力供给密封及耐3 3 3 3 33控制系统结构及发展控制系统结构及发展控制系统结构及发展控制系统结构及发展有缆水下机器人和无绳水下机器人的控制技术既有相同之处，有缆水下机器人和无绳水下机器人的控制技术既有相同之处，有缆水下机器人和无绳水下机器人的控制技术既有相同之处，有缆水下机器人和无绳水下机器人的控制技术既有相同之处，也有不同之处，但两者的控制机理是相同的。从控制系统结构的角也有不同之处，但两者的控制机理是相同的。从控制系统结构的角也有不同之处，但两者的控制机理是相同的。从控制系统结构的角也有不同之处，但两者的控制机理是相同的。从控制系统结构的角度来看，它们的底层控制相同，只是高层控制有所不同。度来看，它们的底层控制相同，只是高层控制有所不同。度来看，它们的底层控制相同，只是高层控制有所不同。度来看，它们的底层控制相同，只是高层控制有所不同。有缆水下机器人有缆水下机器人有缆水下机器人有缆水下机器人(ROV)(ROV)控制系统的设备大体上可以分为三部分控制系统的设备大体上可以分为三部分控制系统的设备大体上可以分为三部分控制系统的设备大体上可以分为三部分:水上控制设备水上控制设备水上控制设备水上控制设备水下控制设备水下控制设备水下控制设备水下控制设备脐带电缆脐带电缆脐带电缆脐带电缆水上控制设备的功能是监视和水上控制设备的功能是监视和水上控制设备的功能是监视和水上控制设备的功能是监视和操作水下载体，并向水下载体操作水下载体，并向水下载体操作水下载体，并向水下载体操作水下载体，并向水下载体提供所需的动力提供所需的动力提供所需的动力提供所需的动力水下控制设备的功能则是执行水面水下控制设备的功能则是执行水面水下控制设备的功能则是执行水面水下控制设备的功能则是执行水面的命令，产生需要的运动以完成给的命令，产生需要的运动以完成给的命令，产生需要的运动以完成给的命令，产生需要的运动以完成给定的作业使命定的作业使命定的作业使命定的作业使命脐带电缆用来传递信息脐带电缆用来传递信息脐带电缆用来传递信息脐带电缆用来传递信息和输送动力和输送动力和输送动力和输送动力333控制系统结构及发展有缆水下ROVROV控制系统由控制系统由控制系统由控制系统由航行控制系统、导航定位系统、航行控制系统、导航定位系统、航行控制系统、导航定位系统、航行控制系统、导航定位系统、信息采集系统、观察系统、作业信息采集系统、观察系统、作业信息采集系统、观察系统、作业信息采集系统、观察系统、作业设备控制系统、水面支持设备控设备控制系统、水面支持设备控设备控制系统、水面支持设备控设备控制系统、水面支持设备控制系统、电缆等构成制系统、电缆等构成制系统、电缆等构成制系统、电缆等构成目前，随着计算机技术在目前，随着计算机技术在目前，随着计算机技术在目前，随着计算机技术在ROVROV中的广泛应用，人们将采中的广泛应用，人们将采中的广泛应用，人们将采中的广泛应用，人们将采用更新型技术，如多媒体技术、临场感技术以及虚拟现实技术，用更新型技术，如多媒体技术、临场感技术以及虚拟现实技术，用更新型技术，如多媒体技术、临场感技术以及虚拟现实技术，用更新型技术，如多媒体技术、临场感技术以及虚拟现实技术，更形象化地实现对更形象化地实现对更形象化地实现对更形象化地实现对ROVROV的控制。的控制。的控制。的控制。任何事物总是一分为二的，任何事物总是一分为二的，任何事物总是一分为二的，任何事物总是一分为二的，ROVROV的脐带电缆是一个不利因的脐带电缆是一个不利因的脐带电缆是一个不利因的脐带电缆是一个不利因素，它约束了素，它约束了素，它约束了素，它约束了ROVROV的活动范围，增加了水面设备的成本，在复的活动范围，增加了水面设备的成本，在复的活动范围，增加了水面设备的成本，在复的活动范围，增加了水面设备的成本，在复杂环境中尤其迸入复杂结构内部将危害着杂环境中尤其迸入复杂结构内部将危害着杂环境中尤其迸入复杂结构内部将危害着杂环境中尤其迸入复杂结构内部将危害着ROVROV的安全，因而解的安全，因而解的安全，因而解的安全，因而解脱这种束缚是各国水下机器人专家追求的目标，这就是自治水脱这种束缚是各国水下机器人专家追求的目标，这就是自治水脱这种束缚是各国水下机器人专家追求的目标，这就是自治水脱这种束缚是各国水下机器人专家追求的目标，这就是自治水下机器人下机器人下机器人下机器人AUVAUV技术得以发展的理由。技术得以发展的理由。技术得以发展的理由。技术得以发展的理由。ROV控制系统由航行控制系统、导航定位系统、信息采集系统、观AUVAUV的控制问题涉及到许多方面的控制问题涉及到许多方面的控制问题涉及到许多方面的控制问题涉及到许多方面 如机器视觉、环境建模、决策规划、回如机器视觉、环境建模、决策规划、回如机器视觉、环境建模、决策规划、回如机器视觉、环境建模、决策规划、回避障碍、路径规划、故障诊断、坐标变避障碍、路径规划、故障诊断、坐标变避障碍、路径规划、故障诊断、坐标变避障碍、路径规划、故障诊断、坐标变换、动力学计算、多变量控制、导航、换、动力学计算、多变量控制、导航、换、动力学计算、多变量控制、导航、换、动力学计算、多变量控制、导航、通讯、多传感器信息融合以及包容上述通讯、多传感器信息融合以及包容上述通讯、多传感器信息融合以及包容上述通讯、多传感器信息融合以及包容上述内容的计算机体系结构等内容的计算机体系结构等内容的计算机体系结构等内容的计算机体系结构等 AUVAUV可分为预可分为预可分为预可分为预编程型和智能型编程型和智能型编程型和智能型编程型和智能型预编程型预编程型预编程型预编程型是指是指是指是指AUVAUV在完成使在完成使在完成使在完成使命的过程中完全执行预定的程序，命的过程中完全执行预定的程序，命的过程中完全执行预定的程序，命的过程中完全执行预定的程序，在机器人下水前，操作人员根据在机器人下水前，操作人员根据在机器人下水前，操作人员根据在机器人下水前，操作人员根据使命需求，采用专门的语言编制使命需求，采用专门的语言编制使命需求，采用专门的语言编制使命需求，采用专门的语言编制使命程序，并将使命程序下装到使命程序，并将使命程序下装到使命程序，并将使命程序下装到使命程序，并将使命程序下装到机器人上的控制计算机中机器人上的控制计算机中机器人上的控制计算机中机器人上的控制计算机中AUV的控制问题涉及到许多方面如机器视觉、环境建模、决策规智能型智能型智能型智能型AUVAUV则具有在未知环境申建立环境模型、则具有在未知环境申建立环境模型、则具有在未知环境申建立环境模型、则具有在未知环境申建立环境模型、根据模型重新决策和规划的能力。这种机器人比根据模型重新决策和规划的能力。这种机器人比根据模型重新决策和规划的能力。这种机器人比根据模型重新决策和规划的能力。这种机器人比较复杂，是当前学术界研究的重点。较复杂，是当前学术界研究的重点。较复杂，是当前学术界研究的重点。较复杂，是当前学术界研究的重点。AUVAUV可分为预可分为预可分为预可分为预编程型和智能型编程型和智能型编程型和智能型编程型和智能型预编程型预编程型预编程型预编程型AUVAUV控制控制控制控制智能型智能型智能型智能型AUVAUV控制控制控制控制ROVROV控制控制控制控制智能型AUV则具有在未知环境申建立环境模型、根据模型重新决策3.43.4有缆遥控水下机器人有缆遥控水下机器人有缆遥控水下机器人有缆遥控水下机器人3.4.13.4.1系统组成系统组成系统组成系统组成 有缆遥控水下机器人通常由水下有缆遥控水下机器人通常由水下有缆遥控水下机器人通常由水下有缆遥控水下机器人通常由水下潜水器本体潜水器本体潜水器本体潜水器本体、中继器中继器中继器中继器、零浮力脐带缆零浮力脐带缆零浮力脐带缆零浮力脐带缆、水上吊放系统水上吊放系统水上吊放系统水上吊放系统、绞车系统绞车系统绞车系统绞车系统、铠装脐带缆铠装脐带缆铠装脐带缆铠装脐带缆、控制系统控制系统控制系统控制系统和和和和动力系统动力系统动力系统动力系统组成组成组成组成3.4有缆遥控水下机器人有缆遥控水下机器人通常由水下潜(1)(1)水下机器人本体水下机器人本体水下机器人本体水下机器人本体潜水器是携带观察和作业工具设备的运动载体。潜水器是携带观察和作业工具设备的运动载体。潜水器是携带观察和作业工具设备的运动载体。潜水器是携带观察和作业工具设备的运动载体。在开式框在开式框在开式框在开式框架结构件上方的浮力块，保证潜水器全负荷时水中浮力基本为架结构件上方的浮力块，保证潜水器全负荷时水中浮力基本为架结构件上方的浮力块，保证潜水器全负荷时水中浮力基本为架结构件上方的浮力块，保证潜水器全负荷时水中浮力基本为零零零零;在水平、侧向和垂直方向都装有推进器在水平、侧向和垂直方向都装有推进器在水平、侧向和垂直方向都装有推进器在水平、侧向和垂直方向都装有推进器，从而可实现三维，从而可实现三维，从而可实现三维，从而可实现三维空间的运动。框架前部或必要的地方安置云台，在其上装有电空间的运动。框架前部或必要的地方安置云台，在其上装有电空间的运动。框架前部或必要的地方安置云台，在其上装有电空间的运动。框架前部或必要的地方安置云台，在其上装有电视摄像机和照明灯。视摄像机和照明灯。视摄像机和照明灯。视摄像机和照明灯。常规的传感器包括：常规的传感器包括：常规的传感器包括：常规的传感器包括：水下电子单元包括：水下电子单元包括：水下电子单元包括：水下电子单元包括：系统监视所需要的传感元件包括系统监视所需要的传感元件包括系统监视所需要的传感元件包括系统监视所需要的传感元件包括:。成像声纳、罗盘、深度压力成像声纳、罗盘、深度压力成像声纳、罗盘、深度压力成像声纳、罗盘、深度压力传感器、高度计等。传感器、高度计等。传感器、高度计等。传感器、高度计等。水下计算机、驱动器、控制模块，水下计算机、驱动器、控制模块，水下计算机、驱动器、控制模块，水下计算机、驱动器、控制模块，安装在常压的密封仓内。安装在常压的密封仓内。安装在常压的密封仓内。安装在常压的密封仓内。动力、压力、温度、漏动力、压力、温度、漏动力、压力、温度、漏动力、压力、温度、漏水等水等水等水等a.a.潜水器潜水器潜水器潜水器(1)水下机器人本体成像声纳、罗盘、深度压力传感器、高度计等为了能迅速、准确地将潜水器送到预定为了能迅速、准确地将潜水器送到预定为了能迅速、准确地将潜水器送到预定为了能迅速、准确地将潜水器送到预定工作水深和较快地收回到水面，同时为工作水深和较快地收回到水面，同时为工作水深和较快地收回到水面，同时为工作水深和较快地收回到水面，同时为了减弱母船摇摆及脐缆所受海流阻力给了减弱母船摇摆及脐缆所受海流阻力给了减弱母船摇摆及脐缆所受海流阻力给了减弱母船摇摆及脐缆所受海流阻力给潜水器运动和作业带来的附加阻力、干潜水器运动和作业带来的附加阻力、干潜水器运动和作业带来的附加阻力、干潜水器运动和作业带来的附加阻力、干扰和影响，一般有缆遥控水下机器人配扰和影响，一般有缆遥控水下机器人配扰和影响，一般有缆遥控水下机器人配扰和影响，一般有缆遥控水下机器人配置中继器。置中继器。置中继器。置中继器。中继器内储存系缆，并装有中继器内储存系缆，并装有中继器内储存系缆，并装有中继器内储存系缆，并装有系缆驱动收放机构，潜水器非工作状态系缆驱动收放机构，潜水器非工作状态系缆驱动收放机构，潜水器非工作状态系缆驱动收放机构，潜水器非工作状态时将与中继器联锁在一起。时将与中继器联锁在一起。时将与中继器联锁在一起。时将与中继器联锁在一起。b.b.中继器中继器中继器中继器 用以投放、回收中继器和潜水器。吊放系用以投放、回收中继器和潜水器。吊放系用以投放、回收中继器和潜水器。吊放系用以投放、回收中继器和潜水器。吊放系统通常采用门形结构、液压驱动，并设有统通常采用门形结构、液压驱动，并设有统通常采用门形结构、液压驱动，并设有统通常采用门形结构、液压驱动，并设有消摆机构和脐带电缆的储存。消摆机构和脐带电缆的储存。消摆机构和脐带电缆的储存。消摆机构和脐带电缆的储存。c.c.吊放系统吊放系统吊放系统吊放系统为了能迅速、准确地将潜水器送到预定工作水深和较快地收回到水面用于潜水器和中继器之间机械软连接及能源馈送和信息用于潜水器和中继器之间机械软连接及能源馈送和信息用于潜水器和中继器之间机械软连接及能源馈送和信息用于潜水器和中继器之间机械软连接及能源馈送和信息传输。系缆套穿浮力材料以使其在水中为零浮力，从而传输。系缆套穿浮力材料以使其在水中为零浮力，从而传输。系缆套穿浮力材料以使其在水中为零浮力，从而传输。系缆套穿浮力材料以使其在水中为零浮力，从而减小水流阻力对本体的干扰。减小水流阻力对本体的干扰。减小水流阻力对本体的干扰。减小水流阻力对本体的干扰。d.d.系缆系缆系缆系缆在吊放架与中继器之间完成机械软连接、能源输送、在吊放架与中继器之间完成机械软连接、能源输送、在吊放架与中继器之间完成机械软连接、能源输送、在吊放架与中继器之间完成机械软连接、能源输送、信息传输的作用。它是钢丝皑装结构，以便同时起信息传输的作用。它是钢丝皑装结构，以便同时起信息传输的作用。它是钢丝皑装结构，以便同时起信息传输的作用。它是钢丝皑装结构，以便同时起到吊放钢缆的作用，到吊放钢缆的作用，到吊放钢缆的作用，到吊放钢缆的作用，e.e.皑装主缆皑装主缆皑装主缆皑装主缆在运动载体上安装摄像机、成像声纳，构成载在运动载体上安装摄像机、成像声纳，构成载在运动载体上安装摄像机、成像声纳，构成载在运动载体上安装摄像机、成像声纳，构成载体的基本系统。在需要作业时，可再加装体的基本系统。在需要作业时，可再加装体的基本系统。在需要作业时，可再加装体的基本系统。在需要作业时，可再加装1-21-2水下机械手和多种水下作业工具。水下机械手和多种水下作业工具。水下机械手和多种水下作业工具。水下机械手和多种水下作业工具。f.f.观察作业设备观察作业设备观察作业设备观察作业设备用于潜水器和中继器之间机械软连接及能源馈送和信息传输。系缆套内放控制台及供电设备，简单维修设备等。它是水内放控制台及供电设备，简单维修设备等。它是水内放控制台及供电设备，简单维修设备等。它是水内放控制台及供电设备，简单维修设备等。它是水下载体的驾驶、监视、操作、指挥中心。下载体的驾驶、监视、操作、指挥中心。下载体的驾驶、监视、操作、指挥中心。下载体的驾驶、监视、操作、指挥中心。g.g.控制间控制间控制间控制间水下机器人本体水下机器人本体水下机器人本体水下机器人本体a.a.潜水器潜水器潜水器潜水器b.b.中继器中继器中继器中继器c.c.吊放系统吊放系统吊放系统吊放系统d.d.系缆系缆系缆系缆e.e.皑装主缆皑装主缆皑装主缆皑装主缆f.f.观察作业设备观察作业设备观察作业设备观察作业设备g.g.控制间控制间控制间控制间内放控制台及供电设备，简单维修设备等。它是水下载体的驾驶、监(2)(2)控制系统控制系统控制系统控制系统有缆遥控水下机器人的控制系统通常由水面控制、水下控有缆遥控水下机器人的控制系统通常由水面控制、水下控有缆遥控水下机器人的控制系统通常由水面控制、水下控有缆遥控水下机器人的控制系统通常由水面控制、水下控制、信息采集、信号传输、执行机构控制等儿个部分组成。制、信息采集、信号传输、执行机构控制等儿个部分组成。制、信息采集、信号传输、执行机构控制等儿个部分组成。制、信息采集、信号传输、执行机构控制等儿个部分组成。(3)(3)传感器传感器传感器传感器 aa监视系统监视系统监视系统监视系统 主要指用于水下机器人水下主要指用于水下机器人水下主要指用于水下机器人水下主要指用于水下机器人水下搜索和水下观察的设备，一般包括有水下搜索和水下观察的设备，一般包括有水下搜索和水下观察的设备，一般包括有水下搜索和水下观察的设备，一般包括有水下摄像机、云台及照明、成像声纳、声学和摄像机、云台及照明、成像声纳、声学和摄像机、云台及照明、成像声纳、声学和摄像机、云台及照明、成像声纳、声学和磁学定位系统等。磁学定位系统等。磁学定位系统等。磁学定位系统等。bb监控系统监控系统监控系统监控系统 主要指介人水下机器人主要指介人水下机器人主要指介人水下机器人主要指介人水下机器人运动控制和保障系统正常运行所需要运动控制和保障系统正常运行所需要运动控制和保障系统正常运行所需要运动控制和保障系统正常运行所需要的传感设备，一般包括有深度计、高的传感设备，一般包括有深度计、高的传感设备，一般包括有深度计、高的传感设备，一般包括有深度计、高度计、方向罗盘、温度、压力、电压度计、方向罗盘、温度、压力、电压度计、方向罗盘、温度、压力、电压度计、方向罗盘、温度、压力、电压电流等。电流等。电流等。电流等。(2)控制系统(3)传感器a监视系统主要指用于水(4)(4)动力及通讯动力及通讯动力及通讯动力及通讯传输系统传输系统传输系统传输系统 aa动力系统动力系统动力系统动力系统 为水下机器人水为水下机器人水为水下机器人水为水下机器人水上设备上设备上设备上设备(水面控制单元、控制水面控制单元、控制水面控制单元、控制水面控制单元、控制间、维修间、水面设备间、维修间、水面设备间、维修间、水面设备间、维修间、水面设备)和水和水和水和水下设备下设备下设备下设备(中继器、水下机器人中继器、水下机器人中继器、水下机器人中继器、水下机器人本体本体本体本体)提供动力分配及保护措提供动力分配及保护措提供动力分配及保护措提供动力分配及保护措施，所有电气设备都需满足施，所有电气设备都需满足施，所有电气设备都需满足施，所有电气设备都需满足船用电气设备的规范要求。船用电气设备的规范要求。船用电气设备的规范要求。船用电气设备的规范要求。bb通讯系统通讯系统通讯系统通讯系统 为水下机器人系统为水下机器人系统为水下机器人系统为水下机器人系统的各个工作站点的各个工作站点的各个工作站点的各个工作站点(控制间、水面控制间、水面控制间、水面控制间、水面设备、船长室设备、船长室设备、船长室设备、船长室)提供有线或无线提供有线或无线提供有线或无线提供有线或无线的通讯联系。的通讯联系。的通讯联系。的通讯联系。(4)动力及通讯传输系统a动力系统为水下机器人水上(5)(5)中继器系统中继器系统中继器系统中继器系统 中中中中继继继继器器器器(TMS)(TMS)是是是是有有有有缆缆缆缆遥遥遥遥控控控控水水水水下下下下机机机机器器器器人人人人系系系系统统统统的的的的重重重重要要要要设设设设备备备备之之之之一一一一。为为为为保保保保持持持持水水水水下下下下机机机机器器器器人人人人本本本本体体体体在在在在水水水水下下下下具具具具有有有有良良良良好好好好的的的的动动动动作作作作灵灵灵灵活活活活性性性性、运运运运动动动动平平平平稳稳稳稳性性性性和和和和可可可可操操操操作作作作控控控控制制制制性性性性，在在在在本本本本体体体体与与与与吊吊吊吊放放放放系系系系统统统统之之之之间间间间设设设设置置置置中中中中继继继继器器器器。中中中中继继继继器器器器直直直直接接接接由由由由皑皑皑皑装装装装主主主主缆缆缆缆吊吊吊吊放放放放，在在在在中中中中继继继继器器器器与与与与潜潜潜潜水水水水器器器器之之之之间间间间由由由由具具具具有有有有中中中中性性性性浮浮浮浮力力力力的的的的系系系系缆缆缆缆连连连连接接接接，这这这这样样样样既既既既消消消消除除除除皑皑皑皑装装装装主主主主缆缆缆缆、母母母母船船船船的的的的升升升升沉沉沉沉、纵纵纵纵倾倾倾倾和和和和横横横横摇摇摇摇等等等等对对对对它它它它的的的的影影影影响响响响，也也也也减少了本体推进系统所需功率，充分地发挥其本身的最大效率。减少了本体推进系统所需功率，充分地发挥其本身的最大效率。减少了本体推进系统所需功率，充分地发挥其本身的最大效率。减少了本体推进系统所需功率，充分地发挥其本身的最大效率。水水水水下下下下机机机机器器器器人人人人开开开开始始始始下下下下潜潜潜潜准准准准备备备备作作作作业业业业时时时时，中中中中继继继继器器器器可可可可以以以以作作作作为为为为下下下下潜潜潜潜的的的的压压压压载载载载与与与与水水水水下下下下机机机机器器器器人人人人一一一一起起起起由由由由皑皑皑皑装装装装主主主主缆缆缆缆吊吊吊吊放放放放至至至至作作作作业业业业深深深深度度度度。由由由由于于于于靠靠靠靠中中中中继继继继器器器器的的的的重重重重量量量量下下下下潜潜潜潜，不不不不需需需需要要要要水水水水下下下下机机机机器器器器人人人人推推推推进进进进器器器器工工工工作作作作，既既既既节节节节省省省省了了了了能能能能源源源源也也也也提提提提高高高高了了了了下下下下潜的速度。潜的速度。潜的速度。潜的速度。中继器一般具有系缆的收放功能、与水下机器人本体的锁栓功中继器一般具有系缆的收放功能、与水下机器人本体的锁栓功中继器一般具有系缆的收放功能、与水下机器人本体的锁栓功中继器一般具有系缆的收放功能、与水下机器人本体的锁栓功能和通讯的中继功能。同时可在收放过程中对水下机器人本体起到能和通讯的中继功能。同时可在收放过程中对水下机器人本体起到能和通讯的中继功能。同时可在收放过程中对水下机器人本体起到能和通讯的中继功能。同时可在收放过程中对水下机器人本体起到保护作用。保护作用。保护作用。保护作用。(5)中继器系统(6)(6)吊放及绞车系统吊放及绞车系统吊放及绞车系统吊放及绞车系统吊放系统是将中继器与水下机器人本体安全、迅速地施放和吊放系统是将中继器与水下机器人本体安全、迅速地施放和吊放系统是将中继器与水下机器人本体安全、迅速地施放和吊放系统是将中继器与水下机器人本体安全、迅速地施放和回收的必配设备，同时承受连接母船控制台与机器人本体之间的回收的必配设备，同时承受连接母船控制台与机器人本体之间的回收的必配设备，同时承受连接母船控制台与机器人本体之间的回收的必配设备，同时承受连接母船控制台与机器人本体之间的电力控制和数据信息的传输。电力控制和数据信息的传输。电力控制和数据信息的传输。电力控制和数据信息的传输。对吊放系统的要求是对吊放系统的要求是对吊放系统的要求是对吊放系统的要求是具有良好的工作可靠性具有良好的工作可靠性具有良好的工作可靠性具有良好的工作可靠性;足够的结构强度足够的结构强度足够的结构强度足够的结构强度;收放时皑装主缆锁紧的可靠性收放时皑装主缆锁紧的可靠性收放时皑装主缆锁紧的可靠性收放时皑装主缆锁紧的可靠性;施放过程中的制动能力和缓冲能力。施放过程中的制动能力和缓冲能力。施放过程中的制动能力和缓冲能力。施放过程中的制动能力和缓冲能力。吊放系统组成吊放系统组成吊放系统组成吊放系统组成由底架、由底架、由底架、由底架、U U形门架形门架形门架形门架(悬臂吊架悬臂吊架悬臂吊架悬臂吊架)、滑轮、滑轮、滑轮、滑轮、锁栓机构、皑缆绞车、导电滑环以及锁栓机构、皑缆绞车、导电滑环以及锁栓机构、皑缆绞车、导电滑环以及锁栓机构、皑缆绞车、导电滑环以及液压动力系统组成液压动力系统组成液压动力系统组成液压动力系统组成(6)吊放及绞车系统对吊放系统的要求是具有良好(7)(7)(7)(7)作业工具系统作业工具系统作业工具系统作业工具系统 ROVROVROVROV在在在在救救救救助助助助打打打打捞捞捞捞作作作作业业业业中中中中可可可可完完完完成成成成的的的的具具具具体体体体任任任任务务务务为为为为水水水水下下下下搜搜搜搜索索索索、水水水水下下下下观观观观察察察察、清清清清除除除除水水水水下下下下障障障障碍碍碍碍、带带带带缆缆缆缆挂挂挂挂钩钩钩钩、水水水水下下下下切切切切割割割割、水水水水下下下下清清清清洗洗洗洗、水水水水下下下下打打打打孔孔孔孔和和和和水下连接等。水下连接等。水下连接等。水下连接等。水下搜索和水下观察主要由水下搜索和水下观察主要由水下搜索和水下观察主要由水下搜索和水下观察主要由ROVROV所携带的水下摄像机和声纳设所携带的水下摄像机和声纳设所携带的水下摄像机和声纳设所携带的水下摄像机和声纳设备完成。具体的水下作业工具系统由备完成。具体的水下作业工具系统由备完成。具体的水下作业工具系统由备完成。具体的水下作业工具系统由通用水下工具通用水下工具通用水下工具通用水下工具和和和和专用水下工具专用水下工具专用水下工具专用水下工具组成。组成。组成。组成。(7)作业工具系统 （1 1 1 1）水下机械手）水下机械手）水下机械手）水下机械手 水水水水下下下下机机机机械械械械手手手手为为为为了了了了有有有有效效效效地地地地进进进进行行行行多多多多样样样样的的的的水水水水下下下下作作作作业业业业，一一一一般般般般应应应应具具具具有有有有4 4 4 4或或或或5 5 5 5个个个个自自自自由由由由度度度度并并并并外外外外加加加加一一一一个个个个夹夹夹夹持持持持功功功功能能能能。为为为为减减减减少少少少水水水水下下下下机机机机器器器器人人人人的的的的体体体体积积积积和和和和重重重重量量量量，水水水水下下下下机机机机械械械械手手手手应应应应采采采采取取取取轻轻轻轻量量量量化化化化设设设设计计计计，大大大大量量量量采采采采用用用用铝铝铝铝合合合合金金金金材材材材料料料料。机机机机械械械械手手手手各各各各关关关关节需要可靠的密封，运转灵活。节需要可靠的密封，运转灵活。节需要可靠的密封，运转灵活。节需要可靠的密封，运转灵活。通常的作业型潜水器的前端一般都装有两个机械手通常的作业型潜水器的前端一般都装有两个机械手通常的作业型潜水器的前端一般都装有两个机械手通常的作业型潜水器的前端一般都装有两个机械手:一只手较灵一只手较灵一只手较灵一只手较灵活，作业精度高，自由度相对多些活，作业精度高，自由度相对多些活，作业精度高，自由度相对多些活，作业精度高，自由度相对多些;而另一只手较简单，但臂力大，而另一只手较简单，但臂力大，而另一只手较简单，但臂力大，而另一只手较简单，但臂力大，能可靠地实施机器人水下悬浮作业的定位功能，并可兼顾部分作业能可靠地实施机器人水下悬浮作业的定位功能，并可兼顾部分作业能可靠地实施机器人水下悬浮作业的定位功能，并可兼顾部分作业能可靠地实施机器人水下悬浮作业的定位功能，并可兼顾部分作业任务。任务。任务。任务。水下机械手按操作方式一般可分成主从式和开关式。水下机械手按操作方式一般可分成主从式和开关式。水下机械手按操作方式一般可分成主从式和开关式。水下机械手按操作方式一般可分成主从式和开关式。主从式机械手是把水下机械手当作从动手，另设一主从式机械手是把水下机械手当作从动手，另设一主从式机械手是把水下机械手当作从动手，另设一主从式机械手是把水下机械手当作从动手，另设一个与从动手自由度配置相同、尺寸成一定比例关系个与从动手自由度配置相同、尺寸成一定比例关系个与从动手自由度配置相同、尺寸成一定比例关系个与从动手自由度配置相同、尺寸成一定比例关系的主动手，操作者操动主动手。的主动手，操作者操动主动手。的主动手，操作者操动主动手。的主动手，操作者操动主动手。（1）水下机械手水下机械手按操作方式一般可分成主从式和开关（2 2 2 2）剪切器）剪切器）剪切器）剪切器 剪剪剪剪切切切切器器器器是是是是直直直直线线线线运运运运动动动动型型型型水水水水下下下下工工工工具具具具的的的的代代代代表表表表，其其其其工工工工作作作作原原原原理理理理是是是是借借借借助助助助于于于于动动动动力力力力驱驱驱驱动动动动系系系系统统统统产产产产生生生生足足足足够够够够大大大大的的的的推推推推力力力力，推推推推动动动动平平平平行行行行移移移移动动动动的的的的剪剪剪剪切切切切刀刀刀刀片片片片来来来来剪剪剪剪断断断断各各各各种种种种水水水水下下下下电电电电缆缆缆缆和和和和钢钢钢钢丝丝丝丝绳绳绳绳。剪剪剪剪切切切切器器器器一一一一般般般般应应应应能能能能剪剪剪剪断断断断直直直直径径径径25252525 4mm4mm4mm4mm以以以以内内内内的的的的各各各各种种种种电电电电缆缆缆缆和和和和钢钢钢钢缆缆缆缆。剪剪剪剪切切切切器器器器切切切切断断断断钢钢钢钢缆缆缆缆的的的的能能能能力力力力除除除除受受受受液液液液压压压压油油油油缸缸缸缸的的的的缸缸缸缸径径径径和和和和液液液液压压压压油油油油源源源源的的的的压压压压力力力力限限限限制制制制外外外外，还还还还与与与与切切切切割割割割刀刀刀刀的的的的刃刃刃刃口口口口尺尺尺尺寸寸寸寸、切切切切割割割割刀刀刀刀的的的的材材材材料料料料及及及及材材材材料料料料的热处理状态有关。的热处理状态有关。的热处理状态有关。的热处理状态有关。剪剪剪剪切切切切器器器器主主主主要要要要由由由由液液液液压压压压油油油油缸缸缸缸、固固固固定定定定刀刀刀刀、切切切切割割割割刀刀刀刀、安安安安装装装装座座座座等等等等组组组组成成成成 (见见见见图图图图3-5)3-5)3-5)3-5)。剪剪剪剪切切切切器器器器通通通通过过过过安安安安装装装装座座座座安安安安装装装装在在在在水水水水下下下下机机机机械械械械手手手手上上上上或或或或潜潜潜潜水水水水器器器器底底底底架架架架上上上上。切切切切割割割割刀刀刀刀在在在在油油油油缸缸缸缸的的的的活活活活塞塞塞塞杆杆杆杆带带带带动动动动下下下下做做做做伸伸伸伸出出出出运运运运动动动动时时时时，必必必必须须须须保保保保证证证证切切切切割割割割刀刀刀刀与与与与固固固固定刀平行，为此在剪切器上设有导轨结构。定刀平行，为此在剪切器上设有导轨结构。定刀平行，为此在剪切器上设有导轨结构。定刀平行，为此在剪切器上设有导轨结构。（2）剪切器（3 3 3 3）水下清洗刷）水下清洗刷）水下清洗刷）水下清洗刷 由由由由于于于于水水水水下下下下设设设设施施施施的的的的表表表表面面面面很很很很容容容容易易易易生生生生长长长长海海海海生生生生物物物物或或或或产产产产生生生生锈锈锈锈蚀蚀蚀蚀，所所所所以以以以在在在在进进进进行行行行大大大大部部部部分分分分水水水水下下下下施施施施工工工工作作作作业业业业之之之之前前前前，都都都都需需需需要要要要对对对对其其其其表表表表面面面面预预预预先先先先进进进进行行行行清清清清洁洁洁洁处处处处理理理理。例例例例如如如如在在在在进进进进行行行行水水水水下下下下喷喷喷喷漆漆漆漆、焊焊焊焊接接接接等等等等作作作作业业业业之之之之前前前前，需需需需要要要要将将将将作作作作业业业业部部部部分分分分的的的的表表表表面面面面清清清清洁洁洁洁干干干干净净净净;特特特特别别别别是是是是在在在在安安安安装装装装、更更更更换换换换牺牺牺牺牲牲牲牲阳阳阳阳极极极极的的的的作作作作业业业业前前前前，要要要要求求求求水水水水下下下下设设设设施施施施的的的的金金金金属属属属结结结结构构构构与与与与牺牺牺牺牲牲牲牲阳阳阳阳极极极极间间间间接接接接触触触触良良良良好好好好，这这这这就就就就需需需需要要要要将将将将该该该该处处处处金金金金属属属属结结结结构构构构的的的的表表表表面面面面彻底清刷干净。彻底清刷干净。彻底清刷干净。彻底清刷干净。（3）水下清洗刷（2 2 2 2）砂轮锯）砂轮锯）砂轮锯）砂轮锯 砂砂砂砂轮轮轮轮锯锯锯锯 (见见见见图图图图3-7)3-7)3-7)3-7)属属属属于于于于旋旋旋旋转转转转运运运运动动动动型型型型水水水水下下下下工工工工具具具具，既既既既可可可可用用用用于于于于切切切切割割割割金金金金属属属属链链链链、金金金金属属属属棒棒棒棒，也也也也可可可可用用用用于于于于切切切切割割割割混混混混凝凝凝凝土土土土、橡橡橡橡胶胶胶胶、塑塑塑塑料料料料等等等等非非非非金金金金属属属属。同同同同时时时时砂砂砂砂轮轮轮轮锯锯锯锯也也也也可可可可以以以以对对对对水水水水下下下下构构构构件件件件表表表表面面面面进进进进行行行行打打打打磨磨磨磨。在在在在切切切切割割割割混混混混合合合合材材材材料料料料时时时时，砂砂砂砂轮轮轮轮锯锯锯锯尤尤尤尤其其其其具具具具有有有有很很很很大大大大的的的的价价价价值值值值，例例例例如如如如对对对对于于于于钢钢钢钢芯芯芯芯橡橡橡橡胶胶胶胶，它它它它能能能能一一一一次次次次完完完完成成成成对两种材料的切割。对两种材料的切割。对两种材料的切割。对两种材料的切割。（2）砂轮锯 （5 5 5 5）冲击搬手）冲击搬手）冲击搬手）冲击搬手 冲冲冲冲击击击击扳扳扳扳手手手手也也也也称称称称为为为为液液液液压压压压套套套套筒筒筒筒扳扳扳扳手手手手，属属属属于于于于旋旋旋旋转转转转运运运运动动动动型型型型水水水水下下下下工工工工具具具具。冲冲冲冲击击击击扳扳扳扳手手手手的的的的工工工工作作作作原原原原理理理理是是是是采采采采用用用用小小小小而而而而稳稳稳稳定定定定的的的的转转转转矩矩矩矩或或或或反反反反作作作作用用用用力力力力，并并并并在在在在短短短短距距距距离离离离的的的的冲冲冲冲击击击击中中中中把把把把它它它它们们们们施施施施加加加加到到到到输输输输出出出出轴轴轴轴上上上上。在在在在冲冲冲冲击击击击扳扳扳扳手手手手上上上上装装装装有有有有可可可可快快快快速速速速更更更更换换换换的的的的卡盘，以适应不同外形尺寸的螺栓和螺母。卡盘，以适应不同外形尺寸的螺栓和螺母。卡盘，以适应不同外形尺寸的螺栓和螺母。卡盘，以适应不同外形尺寸的螺栓和螺母。（6 6 6 6）破碎锤）破碎锤）破碎锤）破碎锤 破破破破碎碎碎碎锤锤锤锤属属属属于于于于旋旋旋旋转转转转运运运运动动动动型型型型水水水水下下下下工工工工具具具具，具具具具有有有有直直直直线线线线冲冲冲冲击击击击的的的的性性性性能能能能。破破破破碎碎碎碎锤锤锤锤通通通通过过过过装装装装在在在在旋旋旋旋转转转转马马马马达达达达上上上上的的的的凸凸凸凸轮轮轮轮去去去去顶顶顶顶起起起起带带带带有有有有负负负负载载载载锤锤锤锤头头头头的的的的弹弹弹弹簧簧簧簧，然然然然后后后后再再再再放放放放松松松松，这这这这样样样样能能能能量量量量就就就就集集集集中中中中在在在在每每每每一一一一次次次次冲冲冲冲击击击击之之之之中中中中。因因因因破破破破碎碎碎碎机机机机构构构构靠靠靠靠一一一一凸凸凸凸轮轮轮轮操操操操纵纵纵纵，液液液液压压压压马马马马达达达达只只只只能能能能顺顺顺顺时时时时针针针针转转转转动动动动，为为为为防防防防止止止止液液液液压压压压马马马马达达达达反反反反转转转转，液液液液压压压压回回回回路路路路申申申申装有止回阀。驱动破碎锤的动力执行元件与冲击扳手使用的相同。装有止回阀。驱动破碎锤的动力执行元件与冲击扳手使用的相同。装有止回阀。驱动破碎锤的动力执行元件与冲击扳手使用的相同。装有止回阀。驱动破碎锤的动力执行元件与冲击扳手使用的相同。（5）冲击搬手3.4.23.4.2典型有缆遥控水下机器人介绍典型有缆遥控水下机器人介绍典型有缆遥控水下机器人介绍典型有缆遥控水下机器人介绍(1)(1)海人一号海人一号海人一号海人一号“海海海海人人人人一一一一号号号号”是是是是我我我我国国国国自自自自主主主主研研研研究究究究的的的的第第第第一一一一台台台台水水水水下下下下机机机机器器器器人人人人，由由由由中中中中科科科科院院院院沈沈沈沈阳阳阳阳自自自自动动动动化化化化所所所所与与与与上上上上海海海海交交交交通通通通大大大大学学学学等等等等单单单单位位位位于于于于19801980年年年年开开开开始始始始研研研研制制制制，为为为为我我我我国国国国水水水水下下下下机机机机器器器器人人人人的的的的起起起起步步步步和和和和发发发发展展展展奠奠奠奠定定定定了了了了基基基基础础础础。图图图图3-83-8是是是是 海海海海人人人人一一一一号号号号 有有有有缆缆缆缆遥遥遥遥控控控控水水水水下下下下机器人的照片。机器人的照片。机器人的照片。机器人的照片。3.4.2典型有缆遥控水下机器人介绍(2)RECON-IV-SIA(2)RECON-IV-SIA19851985年沈阳自动化研究所与美国年沈阳自动化研究所与美国年沈阳自动化研究所与美国年沈阳自动化研究所与美国PERRYPERRY公司合作并引迸生产技公司合作并引迸生产技公司合作并引迸生产技公司合作并引迸生产技术，生产了术，生产了术，生产了术，生产了RECON-IV-SIARECON-IV-SIA中型水下机器人。中型水下机器人。中型水下机器人。中型水下机器人。RECON-TV-SIARECON-TV-SIA是一是一是一是一个典型的有缆遥控水下机器人实用化产品，它已在我国多项海洋石个典型的有缆遥控水下机器人实用化产品，它已在我国多项海洋石个典型的有缆遥控水下机器人实用化产品，它已在我国多项海洋石个典型的有缆遥控水下机器人实用化产品，它已在我国多项海洋石油、水下工程等项目中应用。油、水下工程等项目中应用。油、水下工程等项目中应用。油、水下工程等项目中应用。(2)RECON-IV-SIA(3)(3)金鱼号金鱼号金鱼号金鱼号金鱼号轻型水下机器人是由中科院沈阳自动化所开发的一个低金鱼号轻型水下机器人是由中科院沈阳自动化所开发的一个低金鱼号轻型水下机器人是由中科院沈阳自动化所开发的一个低金鱼号轻型水下机器人是由中科院沈阳自动化所开发的一个低成本的小型观察型有缆遥控水下机器人，可广泛应用在内湖地区的成本的小型观察型有缆遥控水下机器人，可广泛应用在内湖地区的成本的小型观察型有缆遥控水下机器人，可广泛应用在内湖地区的成本的小型观察型有缆遥控水下机器人，可广泛应用在内湖地区的水下观测和检查。水下观测和检查。水下观测和检查。水下观测和检查。(3)金鱼号(4)(4)HDHD系列水下机器人系列水下机器人系列水下机器人系列水下机器人HDHD系列水下机器人是一种适合在各种水域，尤其是在大深度高系列水下机器人是一种适合在各种水域，尤其是在大深度高系列水下机器人是一种适合在各种水域，尤其是在大深度高系列水下机器人是一种适合在各种水域，尤其是在大深度高海流环境中使用的水下机器人。它能进行多方向自由运动，可海流环境中使用的水下机器人。它能进行多方向自由运动，可海流环境中使用的水下机器人。它能进行多方向自由运动，可海流环境中使用的水下机器人。它能进行多方向自由运动，可配有近、中距离声纳和电视、高精度水下大地定位系统、多种配有近、中距离声纳和电视、高精度水下大地定位系统、多种配有近、中距离声纳和电视、高精度水下大地定位系统、多种配有近、中距离声纳和电视、高精度水下大地定位系统、多种水下作业机械手。水下作业机械手。水下作业机械手。水下作业机械手。速度快、潜水大、抗流工作能力强、速度快、潜水大、抗流工作能力强、速度快、潜水大、抗流工作能力强、速度快、潜水大、抗流工作能力强、操纵控制方便、自动航向及深度保持操纵控制方便、自动航向及深度保持操纵控制方便、自动航向及深度保持操纵控制方便、自动航向及深度保持等特点等特点等特点等特点水下搜索、探测、大坝水下搜索、探测、大坝水下搜索、探测、大坝水下搜索、探测、大坝勘测、考古、工程作业、勘测、考古、工程作业、勘测、考古、工程作业、勘测、考古、工程作业、打捞救助、海底地质地打捞救助、海底地质地打捞救助、海底地质地打捞救助、海底地质地貌勘测等领域貌勘测等领域貌勘测等领域貌勘测等领域主要特点：主要特点：主要特点：主要特点：应用应用应用应用HD系列水下机器人速度快、潜水大、抗流工作能力强、操纵控制方HD1HD1型技术性能指标：型技术性能指标：型技术性能指标：型技术性能指标：最大工作水深最大工作水深最大工作水深最大工作水深:300m:300m最大水平速度最大水平速度最大水平速度最大水平速度:7.5kn:7.5kn抗流工作能力抗流工作能力抗流工作能力抗流工作能力:3:34kn4kn机动性机动性机动性机动性:三维三维三维三维 续航性续航性续航性续航性:4h(:4h(自供电自供电自供电自供电)探测距离探测距离探测距离探测距离:100m:100m识别距离识别距离识别距离识别距离:50m:50m外形尺寸（长外形尺寸（长外形尺寸（长外形尺寸（长 宽宽宽宽 高）高）高）高）:3.141.20.8m:3.141.20.8m重量重量重量重量:700Kg:700KgHD1型技术性能指标：最大工作水深:300m此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢THANKYOU此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！