五四杯院系初审-04-40水下作业机器人

1、2015自动化学院五四杯初审水下作业机器人作者：张耀坤，燕会臻，马吴涵，杜萍静Part 1水下机器人的简介logo作品的工作原理Part 2作品的优势点Part 4作品的实际应用Part 3作品研究背景： 水下机器人一般可以分为两大类：一类是有缆水下机器（简称R0V )；另一类是无缆水下机器人，（简称AUV )。此外，按使用的目的分，有水下调查机器人(观测、测量、试验材料的收集等)和水下作业机器(水下焊接、拧管子、水下建筑、水下切割等)；按活动场所分，有海底机器人和水中机器人 在最近的20多年内，由于海洋开发与军事上的需要，尤其是水下机器人本体所需的各种材料及技术已得到了较好的解决，水下机器人

2、才得到了很大发展，开发出了一批能工作在各种不同深度，进行多种作业的机器人，可用于石油开采、海底矿藏调查、救捞作业、管道铺设和检查、电缆敷设和检查、海上养殖、江河水库的大坝检查及军事等领域。相信随着开发海洋的需要及技术的进步，适应各种需要的水下机器人将会得到更大的发展。水下机器人 (ROV )最早产生20世纪50年代，当时主要用于执行鱼雷和水下导弹回收任务而由军方研制。70和80年代，ROV的研制获得迅猛发展，出现了海底考察、实验、采样、打捞、救助、工程施工等多种用途的水下机器人，工作性能越来越好。当今世界各国如美国、俄罗斯、日本及瑞典等国，都已开发出各种类型的水下机器人，而且各自具有一定的技术

3、优势。水下机器人已广泛应用于经济及军事等不同领域，它已经成为水下观察和水下作业方面最具潜力的水下开发工具。 我国的水下机器人研究也是从立足军事需求起步的，到目前军用水下机器人已经服役并正在形成系列，表明我国在此领域已经取得一定成绩。但是 由于在探测技术、工艺水平、综合显控、综合导航与定位等技术上存在的差距较大，致使国产水下机器人的实际应用受到限制，目前国内在不同领域的应用客户许多是购买或租借 国外现有产品，因此，随着我国海洋开发事业的蓬勃发展及综合国力的提高，面对不断增长的市场需求，开发研制适合我国使用需求的水下机器人就显得十分必要和紧迫。水下机器人国内外的发展状况： 这台水下机器人可谓“麻雀

4、虽小，五脏俱全” 以两块STM32作为主控芯片，是操作和控制的核心，其中一块放在控制盒里另一块放在舱内，两者通过光端机和串口间接进行通讯，主要传输控制信号； 根据光纤传回的水下视野，操作手通过操纵摇杆控制机器人的运动状态，执行相关的操作。 采用光端机收发数据进行光纤通讯，通过安装在舱内的摄像头为操作者以提供水下视野； 采用四只防水电机作为驱动单元，为其提供前进、后退、升降等动力； 具体操作说明： 当向前推升降操纵杆时，垂直方向上的两个电机产生向上的推力，机器人上浮，当向后拉升降操纵杆时，垂直方向上两个电机产生向下的拉力，机器人下沉； 当向前或向后推拉方向操纵杆时，水平方向上的两个电机反别产生向

5、前和向后的推拉力，使机器人向前或向后运动，当向左推方向操纵杆时，水平方向上的左电机产生向后的拉力，右电机产生向前的推力，使机器人向左转，右转同理。操作手通过屏幕上的水下环境视频操纵机器人运动，实现前进、后退、升降等最基本的运动状态。 可见采用这种结构和原理，运动是很灵活的。虽说运动形式比较单一但确实最基本实用的，因为运动只是为了实现具体的功能，没必要追求花式。 水下机器人很多领域有广泛应用，如： 可见，有缆水下遥控机器人的使用可以大大减少人力资源的投入，高效便捷地完成危险的工作，特别是在可见度低的、被污染的水域代替人在水下长时间作业。深水网箱渔业养殖人工渔礁调查水下考古水下沉船考察洋输油管道检查排污、排涝管道检查安全搜救近海搜索.1、体积小，行动灵活轻便，能够通过狭小的水下区域执行特殊的任务，比如，水下沉船搜救时，一般大的潜器不能够进入船体，无法达到目的；说明： 该机器人的不足在于有缆，使活动范围受到限制。作品为了便于演示，缆的长度较短，实际应用时电缆的长度可大大增加，达到十几米长，但对于一般的应用是足够的，所以还是有很强的应用价值的。2、利用光纤进行水下机器人主体和地面控制端的通信，包括控制信号的发送和反馈以