1、2015自動(dòng)化學(xué)院五四杯初審水下作業(yè)機(jī)器人作者：張耀坤，燕會(huì)臻，馬吳涵，杜萍靜Part 1水下機(jī)器人的簡(jiǎn)介logo作品的工作原理Part 2作品的優(yōu)勢(shì)點(diǎn)Part 4作品的實(shí)際應(yīng)用Part 3作品研究背景： 水下機(jī)器人一般可以分為兩大類：一類是有纜水下機(jī)器（簡(jiǎn)稱R0V )；另一類是無(wú)纜水下機(jī)器人，（簡(jiǎn)稱AUV )。此外，按使用的目的分，有水下調(diào)查機(jī)器人(觀測(cè)、測(cè)量、試驗(yàn)材料的收集等)和水下作業(yè)機(jī)器(水下焊接、擰管子、水下建筑、水下切割等)；按活動(dòng)場(chǎng)所分，有海底機(jī)器人和水中機(jī)器人 在最近的20多年內(nèi)，由于海洋開(kāi)發(fā)與軍事上的需要，尤其是水下機(jī)器人本體所需的各種材料及技術(shù)已得到了較好的解決，水下機(jī)器人

2、才得到了很大發(fā)展，開(kāi)發(fā)出了一批能工作在各種不同深度，進(jìn)行多種作業(yè)的機(jī)器人，可用于石油開(kāi)采、海底礦藏調(diào)查、救撈作業(yè)、管道鋪設(shè)和檢查、電纜敷設(shè)和檢查、海上養(yǎng)殖、江河水庫(kù)的大壩檢查及軍事等領(lǐng)域。相信隨著開(kāi)發(fā)海洋的需要及技術(shù)的進(jìn)步，適應(yīng)各種需要的水下機(jī)器人將會(huì)得到更大的發(fā)展。水下機(jī)器人 (ROV )最早產(chǎn)生20世紀(jì)50年代，當(dāng)時(shí)主要用于執(zhí)行魚(yú)雷和水下導(dǎo)彈回收任務(wù)而由軍方研制。70和80年代，ROV的研制獲得迅猛發(fā)展，出現(xiàn)了海底考察、實(shí)驗(yàn)、采樣、打撈、救助、工程施工等多種用途的水下機(jī)器人，工作性能越來(lái)越好。當(dāng)今世界各國(guó)如美國(guó)、俄羅斯、日本及瑞典等國(guó)，都已開(kāi)發(fā)出各種類型的水下機(jī)器人，而且各自具有一定的技術(shù)

3、優(yōu)勢(shì)。水下機(jī)器人已廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)及軍事等不同領(lǐng)域，它已經(jīng)成為水下觀察和水下作業(yè)方面最具潛力的水下開(kāi)發(fā)工具。 我國(guó)的水下機(jī)器人研究也是從立足軍事需求起步的，到目前軍用水下機(jī)器人已經(jīng)服役并正在形成系列，表明我國(guó)在此領(lǐng)域已經(jīng)取得一定成績(jī)。但是 由于在探測(cè)技術(shù)、工藝水平、綜合顯控、綜合導(dǎo)航與定位等技術(shù)上存在的差距較大，致使國(guó)產(chǎn)水下機(jī)器人的實(shí)際應(yīng)用受到限制，目前國(guó)內(nèi)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用客戶許多是購(gòu)買(mǎi)或租借 國(guó)外現(xiàn)有產(chǎn)品，因此，隨著我國(guó)海洋開(kāi)發(fā)事業(yè)的蓬勃發(fā)展及綜合國(guó)力的提高，面對(duì)不斷增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，開(kāi)發(fā)研制適合我國(guó)使用需求的水下機(jī)器人就顯得十分必要和緊迫。水下機(jī)器人國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r： 這臺(tái)水下機(jī)器人可謂“麻雀

4、雖小，五臟俱全” 以兩塊STM32作為主控芯片，是操作和控制的核心，其中一塊放在控制盒里另一塊放在艙內(nèi)，兩者通過(guò)光端機(jī)和串口間接進(jìn)行通訊，主要傳輸控制信號(hào)； 根據(jù)光纖傳回的水下視野，操作手通過(guò)操縱搖桿控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，執(zhí)行相關(guān)的操作。 采用光端機(jī)收發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行光纖通訊，通過(guò)安裝在艙內(nèi)的攝像頭為操作者以提供水下視野； 采用四只防水電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)單元，為其提供前進(jìn)、后退、升降等動(dòng)力； 具體操作說(shuō)明： 當(dāng)向前推升降操縱桿時(shí)，垂直方向上的兩個(gè)電機(jī)產(chǎn)生向上的推力，機(jī)器人上浮，當(dāng)向后拉升降操縱桿時(shí)，垂直方向上兩個(gè)電機(jī)產(chǎn)生向下的拉力，機(jī)器人下沉； 當(dāng)向前或向后推拉方向操縱桿時(shí)，水平方向上的兩個(gè)電機(jī)反別產(chǎn)生向

5、前和向后的推拉力，使機(jī)器人向前或向后運(yùn)動(dòng)，當(dāng)向左推方向操縱桿時(shí)，水平方向上的左電機(jī)產(chǎn)生向后的拉力，右電機(jī)產(chǎn)生向前的推力，使機(jī)器人向左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)同理。操作手通過(guò)屏幕上的水下環(huán)境視頻操縱機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、升降等最基本的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 可見(jiàn)采用這種結(jié)構(gòu)和原理，運(yùn)動(dòng)是很靈活的。雖說(shuō)運(yùn)動(dòng)形式比較單一但確實(shí)最基本實(shí)用的，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)只是為了實(shí)現(xiàn)具體的功能，沒(méi)必要追求花式。 水下機(jī)器人很多領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，如： 可見(jiàn)，有纜水下遙控機(jī)器人的使用可以大大減少人力資源的投入，高效便捷地完成危險(xiǎn)的工作，特別是在可見(jiàn)度低的、被污染的水域代替人在水下長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)。深水網(wǎng)箱漁業(yè)養(yǎng)殖人工漁礁調(diào)查水下考古水下沉船考察洋輸油管道檢查排污、排澇管道檢查安全搜救近海搜索.1、體積小，行動(dòng)靈活輕便，能夠通過(guò)狹小的水下區(qū)域執(zhí)行特殊的任務(wù)，比如，水下沉船搜救時(shí)，一般大的潛器不能夠進(jìn)入船體，無(wú)法達(dá)到目的；說(shuō)明： 該機(jī)器人的不足在于有纜，使活動(dòng)范圍受到限制。作品為了便于演示，纜的長(zhǎng)度較短，實(shí)際應(yīng)用時(shí)電纜的長(zhǎng)度可大大增加，達(dá)到十幾米長(zhǎng)，但對(duì)于一般的應(yīng)用是足夠的，所以還是有很強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值的。2、利用光纖進(jìn)行水下機(jī)器人主體和地面控制端的通信，包括控制信號(hào)的發(fā)送和反饋以