水下机器人调查报告

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MantaDroid机器人长35厘米，宽63厘米，重0.7千克，在水中活动时就像一条幼年魔鬼鱼一样。它 可以以每秒0.7米的速度在水下快速前进，一次充电能游行10小时，这也是这款机器人的亮点所在。 驱动方面，MantaDroid每个「鱼鳍」上设有一个电动马达，通过与水的流体动力相互作用，机器 人就能进行运动。不过，按照Chew的说法，这种设计与其它在整个「鱼鳍」上配备多个马达的机 器人有很大不同。MantaDroid的「鱼鳍」为由柔性PVC片制成，可以很好的适应水下环境。 此外，MantaDroid 外观上的特点使得它有足够空间用于携带科研时所需要的传感器等设备。值得 一提的是，为了不影响其他海洋生物，研究人员还专门设计了减噪装置，这样MantaDroid就能安 安静静地在水下游动了。
水下无人机可通过海水提升续航里程十倍
无人水下潜航器通常由锂电池提供动力，而这些电池存在一些问题。一个是它们是存在火灾隐患，因此它们通常不会被空运。 而是由较大的船只进行海上运输，这也意味着他们所拥有的范围不会事先浪费在运输上。Open Water Power的团队成员表示， 他们已经提出了一个更好的方式，并将他们的解决方案与汽车发动机相提并论。但是，如果汽车发动机依靠空气作为氧化剂来 进行化学反应，则其新的动力系统则依靠海水。 Open Water Power发明家Ian Salmon McKay表示：“我们的电力系统可以吸入海水并排出废气。但是与地面发动机的废气相比， 这种废气是没有害处的。”新电池由合金铝阳极，镍合金阴极和碱性电解质组成。当海水被吸入系统时，阴极将其分解成氢氧 根阴离子和氢气。阴离子与合金铝阳极反应产生氢氧化铝并释放电子，然后将其供给电路。 该团队声称，该系统可以提供超过常规锂离子电池的十倍以上的续航里程，并且它更安全和更耐用。该过程仅在系统浸入水 中后触发，研究人员指出，铝阳极的腐蚀是一个问题。 该公司目前正在与美国海军合作，将这些电池部署在用于侦测敌方潜艇的声传感器中。另一项测试将于今年夏天进行，他们 将与一家名为Riptide Autonomous Solutions的公司开始合作，该公司的无人水下潜航器目前一次充电续航里程约为100海里（约 185公里）。该公司希望这种新技术可以将这个范围扩展到1000海里（约1852 。 公里）
水下机器人充电站
将无线充电座放到水底，以提供电动水下机器人充电?随着自动科技的进展，各类型 的无人机愈来愈普及，这些无人机器人的任务多半必须长期进行，为了延长任务时 间，技术专家们设计电磁感应原理的无线水下充电站。 无线充电技术，也称为感应充电，已经部分在智慧手机和平板电脑当中应用了，它 只需要在一个平板充电区上设置你的手机，然后充电器的交变磁场，与手机里的接 收器线圈就能引起交流电流。然而，目前无线充电仍然不普及，原因是充电速度较 慢。不过对无人潜艇而言，这个缺点问题不大。
传统的有线遥控机器人分为水面设备与水下设备两部分，水面设备包括操纵控制台、电缆绞车、 吊放设备、供电系统等；水下设备包括中继器和机器人本体等。机器人本体依靠推进器在水下 运动，配备有摄像机、照明灯等观测设备以及机械手等作业设备。有线遥控机器人的操控方式， 是由操作员在水面母舰上控制和监视潜水器作业，靠电缆向本体提供动力和信息交换。由于电 缆的存在，很大程度上束缚了潜水器的水下作业。
4、科研事业：海洋考察、水下生物观测、水环境监测以及水下考古、水下沉船考察 5、渔业养殖：渔业养殖方面，我国水产养殖面积8465千公顷，其中海水养殖面积占 27.38%，淡水养殖面积占72.62%。全国有水产养殖场32000个，面积1000万公顷，需要 经常检查水质的温度、盐度、PH值、溶解氧等，以及鱼类、贝类、海参等的观察，网 箱检查、人工鱼礁等，都为水下机器人提供了巨大的市场需求。 6、水下娱乐：全球潜水爱好者的规模达到2亿，体验式潜水服务市场规模近五年平均 增速约15%，2015年接近250亿美元。OpenROV 于2012年推出，主要用途为拍摄水下影 像，其配备了三个推进器、LED前灯、塑形橡胶以及绳缆。消费者可以用计算设备上的 开源软件对OpenROV进行控制，最高时速能够达到2m/s，续航时长3个小时。 我国体验式潜水服务市场规模近五年平均增速达到约36.5%，明显高于全球增长率， 2015年超过21亿美元。目前，国内已经有一批企业开始抢先布局消费级市场，如深之 蓝、鳍源科技、博雅工道、潜行科技、微孚科技等。
俄罗斯研制的新型无人水下机器人， 可潜600米
据俄罗斯军事工业委员会网站报道，由俄罗斯“地中海”公司研制的新型 “视野-600”无人水下机器人加入武器库，进入黑海舰队服役。 该设备将用于海底侦察。之前俄罗斯海军使用的是英国生产的无人水下 机器人。“视野-600”属于小型无人水下机器人，可下潜600米，重量15公 斤。 装备了机械手，能够抓住重达20千克的物品。因为该型潜器的尺寸小， 所以可以进入复杂或狭小的水下区域。 。
三栖无人机，这款装备有点厉害
“潜水鸠”三栖无人机，是水下无人潜航器（UUV）和无人驾驶飞机（UAV）的 结合体，可以独自实现水下、空中、地面三栖转换，不需要火箭推进剂等化学燃 料或复杂的控制系统。
基本形态下的“潜水鸠”具有潜艇的全部主要功能，包括完整的潜航能力、通信指挥塔、全景式潜望镜、双推进螺旋桨、 全关节转子，以及其他传感器，可以在水下履行潜艇的职能任务。但是，它又不仅仅是一艘普通的无人潜航器，同时还 是一架可以随时随地从水下飞到空中的无人飞机。该无人机潜望镜位置的相机系统也集成了视觉传感器，它能够辨别周 围环境，判断水面情况是否合适飞行。当无人机在水下执行任务过后，即可自行浮上水面、激活飞行系统，打开4个螺 旋桨舱门，依靠启动机体内的螺旋桨产生的浮力起飞，变身为一架垂直起降的无人驾驶飞机。 密集的传感器和飞行系统给了“潜水鸠”巨大的优势，它采用完全无线控制的方式进行操作，不必担心机器会丢失。传 统的无人潜航器在水下工作时，岸上的操作者都需要在机器上连接长长的线缆，或者在水面放上浮标将线缆绑在浮标上 保障水下潜航器安全。 。 动力方面，“潜水鸠”采用“柴油+电池供电”混合动力系统，配有柴油发动机、发电机和电池组。在水面以上飞行时， “潜水鸠”采用柴油发动机为电池充电，一旦充足电量，就可以使用电池组驱动螺旋桨推进器、传感器、摄像机和其他 水下设备，进入潜航状态。尽管常规潜艇的柴电动力技术并不算是新科技，但英诺集团还是第一个吃螃蟹者，率先把无 人驾驶飞机和无人潜航器技术有机整合起来，大大拓展了无人机的运行能力。
2Biblioteka Baidu 水下机器人产品
仿真海洋生物
深水海下机器人
深海水下作业机器人，又称“ROV”，主要用于水下生产系统的安装、调试和维护 等作业，最大可深潜3000米，工作5至10小时。目前，深海水下作业机器人一般从 国外进口，根据工作水深和功能不同，每台价格在3000万元到1亿元不等。 相对陆上机器人来说，水下机器人的技术难度更大，其中机械臂、推进器、升沉补 偿系统是技术核心。其关键技术涉及能源、精确定位、零可见度导航、高强度和轻 质及耐腐蚀结构材料与浮力材料技术、作业技术、声学技术、回收技术等，而且设 备操控需要专业团队来进行。 水下机器人需要推进器和升沉补偿系统共同来控制水中姿态。操控必须非常精准， 哪怕只有半点儿差池，造成设备安装不到位，就可能带来漏油或设备损害的危险。
伪装成天鹅的水质探测机器人
在新加坡的某些水库水面，当你看到浮着几只天鹅时，它们可能并不是真的天鹅，而是伪装成天鹅的 水质监测机器人，新加坡国立大学项目小组开发了这些智能高效的水质测试机器人，外观是天鹅外形 但实际上能够监测pH值，溶解氧，浊度，叶绿素等水质条件。天鹅形状的机器人们可以让水生动物 不会产生敌意，同时也能保持景观特点，机器天鹅装有GPS导航能够大型水体中自主游动，并通过 无线连接云端发回数据。 天鹅们通过GPS导航能够确保不会重复已经覆盖的路径，虽然能够通过遥控进行设定，但是一般情 况下机器人将通过自身生成的路径自主进行水质监测。研究者可以在任何有网络连接的地方进行数据 监控和操作。 目前，水下机器人已被广泛应用于水下视频监控、水质监控等领域，智能替代人工。
“永不沉没”海洋观测浮标
该浮标相比传统一体式钢制浮标，新型分体组装式泡沫浮体海洋观测浮标有3 大创新：一是浮体采用实心不吸水泡沫内核，外裹高强度、高弹性保护壳，耐 腐蚀、抗撞击，且易维护，寿命长，堪称“永不沉没”的浮标；二是采用模块 化设计，实现了分体常规陆路汽车运输和现场组装，既可保证产品质量，又能 快速运抵各地便捷安装；三是具有良好的稳定性和水动力性能，适应广东省多 台风大浪的海洋环境。 传统一体式大中浮标（直径10米或6米）需要在船坞制造，由海上拖运至工作 海域，人力、物力和时间成本高，且存在不安全因素。新型浮标从设计源头规 。 避了这些“疑难杂症”。 该新型浮标的投放使用，首次实现了中远程海域观测，选用我国的北斗卫星 和无线通信方式，结合岸站数据接收处理系统，可长期全天候实时观测相关海 域的气象、水文和水质等要素
日本研发出新型水下机器人 用于福 岛核电站的清理工作
日本开发了一款水下机器人，用于勘测福岛核电站附近的高放射性水域。该机器人将帮助 找到丢失的燃料棒，并测量设施结构的完整程度，以确保能够进行安全拆除。
2011年福岛第一核电站的核泄漏事故是一场骇人的灾难。当时的一场大地震引发了海啸， 成千上万的人被迫撤离家园。事故现场的清理工作仍在进行中，机器人也一直被用于清除残 留在废墟中的放射性燃料。 由于受到强烈辐射，过去使用过的机器人一直遇到各种问题。东京电力公司（Tepco）在清 除部分燃料棒方面取得了进展，但仍然无法检测到那些已经熔化的燃料棒。 。 人们希望通过这种新型的遥控机器人来定位那些融化的燃料棒，同时也能用于测量设备的 结构损伤。找到这些燃料棒后，团队将就安全移除它们的最佳方法进行研究。这个机器人的 大小相当于一块面包。 核电站的辐射水平过高，因此人类无法完成事故后的清理工作。一个名为“蝎子”的机器 人工作环境中的辐射高达1000希沃特，这种辐射强度能够在几秒钟内杀死一个人。因此在这 样的极端条件下，人类可以通过机器来完成相应的工作。
深海小黄鱼
在“探索”号作业同时，“发现”号还搭载中国科学院海洋研究所自主研发的 探针式拉曼光谱探测仪，对南海一冷泉区的天然气水合物成分进行了探测，这 也是我国首次实现不同类型水下机器人同时作业。总之，这次航段的任务到目 前为止，已经比预定计划超额完成。
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水下滑翔机
7月22日，我国最大规模水下滑翔机集群正在南海开展同步观测，共有12台我国 自主研制的水下滑翔机同时作业，相关数据实时传输回陆地。 本航次第一航段首席科学家俞建成说，在这个航段中，科考队员在南海成功布 放了12台“海翼”系列水下滑翔机，为国内同时布放同类型水下滑翔机数量最多。 这些水下滑翔机提供详细的海洋环境信息，包括温度、盐度、浊度、含氧量、海 流强度和运动方向等，数据实时传输回陆地实验室。 中国科学院战略性先导专项“热带西太平洋关键区域海洋系统物质能量交换” 首席科学家孙松介绍，12台水下滑翔机将同步持续工作一个多月，获得立体的海 。 洋观测数据。 水下滑翔机是一种新型水下机器人，由于其利用净浮力和姿态角调整获得推进 力，能源消耗极小，具有效率高、续航力大等特点。“科学”号将于23日从厦门 起航，赴南海执行本航次第二航段的任务。
能监测水质的鳗鱼机器人
来自于EPFL的研究人员和其他研究机构，打造了一个类似于鳗鱼一样的水下机器人来监测水质。 装配了不同传感器的机器人，可以通过远程控制或者自动移动，研究人员在日内瓦湖的一小片区 域对它进行了测试，研究人员让机器人在受污染的区域游泳。该机器人成功地绘制出了导电率的 变化图，并生成了一个温度图。他们最终的目标是让机器人能够探测到像汞或其他污染物那样的 重金属。 部机器人装配了化学、物理以及生物传感器，它能测量周围近1.5米的区域。 机器人就像鳗鱼一样，在水里游动，它不会搅动泥土，也不会扰乱水生生物。 它的传感器可以在水中不同的位置对水质进行测量，然后准确的将数据发送给计算机。 。 使用这个机器人有很多优势，它能发送实时的数据，而且与传统的通过螺旋桨驱动的水下机器人 相比，它在移动的时候也不会困在海藻或者其他水生生物中
水下机器人调研报告
2017/11/21
目录
1. 2. 3. 4. 水下机器人应用范围 水下机器人产品 水下机器人竞争公司 水下机器人发展现状
1. 水下机器应用范围
1、水下探索/作业：地理、环境、资源、排障探索/作业 2、搜救事业：海上救助打捞、近海搜索、水下目标观察、水下洞穴搜救
3、水下检测：水质，环境监测，水中建筑如大坝、桥墩、船舶等结构检测