水下机器人清刷作业装置研究

结合机器人水下作业环境、机器人本体结构尺寸、清刷效果、驱动功率等因素,对机器人携带的水下清刷作业工具进行了动力学分析,建立了基于水下旋转运动的清洗刷具的力学模型,通过仿真和实验研究,为清刷装置的结构设计和驱动系统设计提供了依据。     

ROV水下作业外接工具选型研究

ROV(Remotely Operated Vehicle)是一种远程遥控的水下作业机器人,可进行水下观察和作业,在水下油田工程作业中具有重要的作用。而水下作业种类繁多,环境比较复杂,ROV必须搭载不同的外接工具进行相应的作业。本文就几种主要的水下作业对ROV外接工具的选型进行研究。     

机器人末端操作器自动更换技术研究

为机器人配置工具库并使机器人具有自动更换操作器的能力,可以极大地提高工作于极限条件下机器人的作业能力和作业效率,文中介绍了一种基于多传感器的机器人操作器自动更换装置,由于在机器人的腕部安装了微调节器,机器人与环境接触时具有很好的柔顺性,在作业时具有很高的刚度;对接时采用了视觉引导粗定位、光学引导精确定位和姿态调整以及主被动混合柔顺控制策略,使机器人操作器在自动更换过程中都能满足正常对接的几何约束条件和力学约束条件。机器人操作器自动更换装置结构简单、感知能力和环境适应能力强、更换迅速、可靠,并具有很强的数据传输能力,可用在除水下之外的大多数极限环境条件下。     

水下沟槽式管道连接件安装作业机器人设计

为实现沟槽式管道连接件的水下自动化安装作业,提高连接件安装作业效率,研制一种由控制柜和水下作业机器人主体两部分组成的用于沟槽式管道连接件水下安装、修复作业的机器人。指出本机器人的设计难点,重点介绍了机器人的设计方案。针对机器人要实现的具体功能和作业环境,设计关键机构和控制方式,编写了机器人控制的人机交互界面,最后制作了实物样机,样机陆地试验结果表明:水下沟槽式管道连接件安装作业机器人有较好的性能,机器人总体设计方案可行。最后提出了机器人水下集群作业的设想。     

水下微小型机械手控制系统研究

水下机械手是机器人在水下执行作业时的重要工具,因此研制便于控制、稳定性、可靠性高的水下机械手对于完成水下作业任务具有重要意义。首先在分析抓取任务及水下环境信息的获取的基础上,研究了水下机械手的总体结构并设计了系统的硬件结构和软件组成,接着提出了一种新型水下机械手的速度伺服PID控制方案。测试结果表明,该机械手工作稳定,精度、灵敏度高,能满足水下作业的要求。     

我国自主/遥控水下机器人研究现状

随着科学技术的不断进步，我国在水下机器人领域取得长久、持续的发展，各种类型的水下机器人日益增加。其中，自主/遥控水下机器人（ARV）作为水下机器人发展过程中的一种新型混合式水下机器人应运而生，其融合了自主水下机器人（AUV）和遥控水下机器人（ROV）的功能，既可以携带通信电缆，又可以自带能源，具有自主与遥控相结合的多种作业模式的特点，在最近几十年被广泛研究并取得了优异的成绩和重大的进展。重点介绍了我国自主/遥控水下机器人的研究现状和应用案例。     

常压潜水装具水下作业工具研究

介绍了一种常压潜水装具，简述了它的历史发展和水下作业的几种情况，分析了其水下作业工具的类型和应用，以及研究现状，最后展望了将来水下作业工具的发展趋势。     

基于PLC的水泥库筒仓清理机器人系统设计

人工清理水泥库筒仓是一种作业劳动强且危险系数高的特种作业.在人工清理过程中,手持式作业清库工具适用性差,清理效率低.针对水泥库筒仓清理机器人的工作环境及功能要求进行分析,设计控制系统和检测系统的工作流程.控制系统通过PLC控制实现自动清理水泥筒仓库内壁积料,检测系统实时检测清库过程.水泥库筒仓清理机器人能够在无人入库的...     

警用水下机器人本体的设计

介绍了一种在水下进行刑事证物的探测识别、涉案水下现场搜索调查和水下证物打捞作业的警用水下机器人本体。机器人用两个主推进器和两个辅推进器实现其前后、浮潜和左右转弯运动,带有与控制相关的传感器和计算机以及水下探测设备,可实现水下机器人的自主定深航行,并具有对水下目标的光学探测和声纳探测能力。试验验证,该机器人能高效地完成作业使命任务,对水下机器人的设计有一定的借鉴参考价值。     

面向水下作业的水液压机械手研究与展望

水液压技术在水下作业环境中具有鲜明的技术优势,在海洋探测、海洋资源开发等领域具有广阔的应用前景。水下机械手是执行水下作业任务的重要工具,将水液压技术应用于水下作业机械手,可降低水下机器人-机械手系统的复杂程度、提高性能上限。通过阐述当前国内外各研究机构针对不同应用场景所研制水下机械手的结构特点、研究水平和商业化发展现状,对比分析不同驱动形式的优缺点及其对水下机械手性能和设计要点的影响,得出水液压驱动水下机械手是当前水下作业工具的最佳选择。在此基础上分析了水液压机械手设计中需解决的摩擦与润滑、材料、动力学模型、运动控制等关键技术问题,最后对水液压机械手未来发展的趋势进行了展望,以期为相关研究提供参考。     

水下成像镜头的光学设计

水下光学成像技术,如水下摄影、水下电视、水下激光距离选通成像系统等,是海洋研究与开发的得力工具,但由于水对光的散射和吸收等特殊的光学特性,以及使用环境的特殊性,使水下光学成像系统的设计和研制较陆上光学系统有更大的难度。本文指出了主要的技术关键,及设计与使用水下光学成像系统时需注意的问题,最后给出了水下电视光学成像系统设计研制的实例。     

Turbidity-adaptive underwater image enhancement method using image fusion

Clear, correct imaging is a prerequisite for underwater operations. In real freshwater environment including rivers and lakes, the water bodies are usually turbid and dynamic, which brings extra troubles to quality of imaging due to color deviation and suspended particulate. Most of the existing underwater imaging methods focus on relatively clear underwater environment, it is uncertain that if those methods can work well in turbid and dynamic underwater environments. In this paper, we propose a turbidity-adaptive underwater image enhancement method. To deal with attenuation and scattering of varying degree, the turbidity is detected by the histogram of images. Based on the detection result, different image enhancement strategies are designed to deal with the problem of color deviation and blurring. The proposed method is verified by an underwater image dataset captured in real underwater environment. The result is evaluated by image metrics including structure similarity index measure, underwater color image quality evaluation metric, and speeded-up robust features. Test results exhibit that the method can correct the color deviation and improve the quality of underwater images.     

基于水下打捞与回收技术的研究

就目前水下物体布放回收常用手段存在的一些缺陷作了简要说明。提出了一种采用熔断或爆断螺钉连接和电控法起爆分离的回收水下精密仪器的装置,并对其关键结构和工作原理作了扼要的叙述,同时对该装置的主要部件的结构设计及材料选取作了说明。     

水下航行器燃气涡轮机主要结构类型的分析

这里在全面分析水下航行器动力系统的工作要求和特点的基础上,研究确定了水下航行器涡轮机应采取的主要结构类型。主要是通过对单级、定工况、带小反力度的冲动式、采用不完全对称叶型的燃气涡轮机进行强度校核,来讨论水下航行器在满足航行条件时,采用此种结构类型是否可行。     

A simplified signal analysis algorithm for the development of a low cost underwater echo-sounder

In the literature survey, most of the signal analysis techniques for underwater acoustic information rely on complex mathematical models, which are impractical for a small real time application such as an underwater echo sounder. The purpose of this work is to introduce a modified signal process algorithm which can be easily implemented into a microprocessor and to determine the distance an obstacle from a moving underwater vehicle. This simplified acoustic signal analyzer uses a series of ‘mask shading’, ‘3-time majority’ and ‘echo-duration threshold’ signal process steps to increase the accuracy of distance measurement for the self-developed underwater echo sounder. Experiment result shows that the proposed algorithm can ignore the erroneous signal cased by environment noise at sea and transient noise from the circuit board. This work has been proven valuable when used with an auxiliary solar-powered boat to measure the slurry accumulation at a local An-Ping Harbor in southern Taiwan.     

水下管道自动坡口机的研究

设计了专门用于海底油气输送管道安装、维修的水下坡口机。根据总体维修方案的要求，考虑到现场作业的特殊需要，确定了由径向进给机构、周向爬管进给机构、链条固定及导向装置、切割／坡口刀具等部件组成的本体方案，给出了比例阀控液压系统的设计方案及参数计算。针对坡口机在水中的实际工作，确定了坡口机的控制方案及故障排除方法。     

水下机器人-机械手系统的动力学分析

随着我国海洋开发事业的发展,水下机器人操作手在水下勘探、水下采矿、海洋石油工程等领域发挥着越来越重要的作用。本文提出了一种运用指数积公式和凯恩方程对水下机器人机械手系统进行了动力学建模的新方法。采用该方法可以在同一个坐标体系中描叙系统的运动学,而且在建立动力学模型中可以避免大量的求导运算,并可以得到最少数目的微分方程。模型中考虑了海水的拖曳阻力、机器人与机械手之间的相互作用、推进器推力等因素。研究表明指数积-凯恩方法是一种建立水下机器人-机械手的一种有效方法。     

船体清洗装置的国内外应用与现状分析

目前,国内船体表面的清洗作业均是在船坞内进行,能够成功用于水下作业的自动化清洗设备仍需要潜水员下水进行作业,成本高而且工作效率低下。本文介绍了国内外有关船体清洗的现状及各种设备的优缺点及相关技术,如坞内清洗技术、水下清洗技术等,对今后船体水下清洗装置发展动态进行了分析,为船体清洁装置的发展提供了理论依据。     

水下位移测量传感器的设计

这里介绍用于水下位移测量的磁力矩偶合旋转编码器的设计。在该旋转编码器的结构设计中将其转轴分隔为从动轴和主动轴,采用磁力矩耦合的原理,使旋转编码器内部检测元件处于完全密封的腔体内,以保证其正常工作,可用于密封要求严格或水下的机械位移测量。     

一种欠定位水下机器人的目标搜索研究

论述了一种在水底起伏较大情况下的欠定位水下机器人执行水底小目标搜索任务的策略。该策略主要基于作业区域的等深线地图对水下机器人进行路径规划,在搜索过程中应用水下机器人的航向、深度、离底高度等多传感器信息和等深线地图对欠定位水下机器人导航。初步应用声纳图像识别技术对水下特征物进行了识别。通过在漳河水库的重复实验,验证了该策略可有效运用到欠定位水下机器人的小目标搜索任务中。

