文档介绍：选修机器人论课
期末论文
学生姓名唐娇娇
学号
所在院系信息科学与工程学院专业通信工程
指导教师夏庆锋
2016年6月1日
水下机器人概述和发展应用前景
摘要:无人遥控潜水器,也称水下机器人。一种工作于水下的极限作业机器人,能潜入水中代替人完成某些操作,又称潜水器。水下环境恶劣危险,人的潜水深度有限,所以水下机器人已成为开发海洋的重要工具。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。水下机器人的应用领域已经不断扩大,如海洋研究、海洋开发和水下工程等,发达的军事大国非常重视水下机器人在未来战争中的应用。
一、前言
海洋是人类发展的四大战略空间(陆、海、空、天)中继陆地之后的第2大空间,是生物资源、能源、水资源和金属资源的战略性开发基地,是最现实、最有发展潜力的空间,对我国经济与社会发展产生着直接、,对海洋进行广泛深入的开发必将成为我国在21世纪的发展主题之一
.作为人类探索和开发海洋的助手,、自动控制、模式识别、信息融合与理解、系统集成等技术应用于传统的载体上,《水下机器人》[2][1]
一、水下机器人的概念及国内外目前现状
1、水下机器人的概念
第一章
前言
水下机器人是能在水中浮游、具有视觉和感知系统、通过遥控或自主操作的方式使用机械手及其其他水下作业,代替人或辅助人去完成某些水下作业的自动化装置。依据其控制方式可分为有缆遥控水下机器人
(RemotelyOperatedVehicle,简称ROV)和无缆自治水下机器人
(AutonomousUnderwaterVehicle,简称AUV)两大类[3]。ROV作业时间长、数据传输快速可靠、整体决策能力高、便于回收,但是活动范围受限、电缆缠绕、过于依赖人的控制。而AUV活动范围大、潜水深度深、自身决策能力高,但是能源有限、成本高、设计难度大、风险高损失大[4]。从集ROV与AUV两者优点于一体的思路研究,各国学者提出了介于ROV和AUV之间的混合型水下机器人。日本海洋科学与技术中心(JAMSTEC)研制的UROVTKE[5]、美国研发了“海神”号(Nereus)HROV[6]均属于此类型。目前我国在此方面也作了研究,提出
ARV(Autonomous&Remotely—operatedVehicl)新型水下机器人概念,此新型水下机器人具有两种工作模式,既可作为传统的ROV使用又可作为AUV使用。针对
大面积的搜索、探测,它可以像AUV一样利用声纳、摄像机进行自主探索和测绘工作;一旦找到目标,潜器将可迅速转换成一个ROV,通过操作人员遥控进行近距离的成像和采样[7]。
2、国内外目前现状
20世纪20年代前后,捷克和美国的一些科幻作家创作了一批关于未来机器人与人类共处中可能发生的故事之类的文学作品,使得机器人在人们的思想中成为一种无所不能的“超人”[8]。
由美国NASA资助研制的“丹蒂II”八足行走机器人,是一个能提供对高移动性机器人运动的了解和远程机器人探险的行走机器人。它与其他机器人,NavLab ,不同之处是它于1994 年在斯珀火山的火山口中进行了成功的演示,虽然在返回时,在一陡峭的、泥泞的路上,失去了稳定性,倒向了一边,但作为指定的探险任务早己完成。其它机器人在整个运动过程中,都需要人参与或支持。[9]丹蒂计划的主要目标是为实现在充满碎片的月球或其它星球的表面进行探索而提供一种机器人解决方案。
美国NASA研制的火星探测机器人索杰那于1997年登上火星,这一事件向全世界进行了报道。为了在火星上进行长距离探险,又开始了新一代样机的研制,命名为Rocky7 , 并在Lavic 湖的岩溶流上和干枯的湖床上进行了成功的实验。
[10]
1960年,美国Unimation公司根据戴沃尔德技术专利研制出第一台机器人样机,并定型生产Unimate(意为“万能自动”)机器人。同时,美国“机床与铸造公司”(AMF)设计制造了另一种圆柱坐标形式的可编程机器人Versatran(意为“多才多艺用途搬运机器人”)[11]
1967年日本川崎重工公司从美国购买了机器人的生产许可证,日本从此开始了对机器人的制造和开发热潮。
先是20世纪70年代的萌芽期,随后是80年代的开发期和90年代的快速发展时期。1972年,中国科学院沈阳自动化研究所开始了机器人的研究