水下机器人研究现状与探索

《大学计算机基础》

课程报告

论文名称：水下机器人研究现状与探索二零一七年一月

目录

摘要 (2)

关键词 (2)

1 引言( Introduction) (3)

2水下机器人分类( The categories of underwater robot ) (4)

2.1遥控式水下机器人(remotely operated vehicles, ROV） (4)

2.2自主水下机器人(Autonomous underwater vehicles, AUV） (5)

2.3新概念水下机器人............................................................................. 错误!未定义书签。3水下仿生机器人（bionic underwater robot） .. (7)

3.1水下仿生机器人主要研究和发展趋势( The (7)

main research and development trends of (7)

bionic underwater robot） (7)

3.2 水下仿生机器人的问题(The Problems of bionic underwater robot) (8)

3.3 驱动以及推进方式 (9)

4 仿生创新思路 (11)

4.1以乌贼为代表的海洋动物结构及运动方式 (11)

4.2 复合式水下仿生机器人 (12)

4.3 群体水下仿生机器人 (13)

5 结论 (13)

参考文献： (14)

水下机器人研究现状与探索

朱钰璇

摘要:本文总结了水下机器人的研究历史，现状与目前的发展趋势，具体分析了现代水下机器人应用的技术，指出他们的优缺点，并且针对未来的深海探索机器人的材料，结构，移动方式，动力来源，仿造乌贼等海洋软体动物提出设想，实际应用前景广阔。随着科学技术的发展, 水下仿生机器人在智能材料制成的驱动装置、游动机理方面会不断地完善, 在个体的智能化和群体的协作方面也会有很大的发展。

关键词:水下机器人；深海探索；仿生；

PRESENT STATE AND FUTURE DEVELOPMENT OF UNMANNED UNDERWATER VEHICLE TECHNOLOGY RESEARCH

ZHU Yuxuan

Abstract: In this paper, the history, present situation and future of Unmanned underwater vehicle technology are summarized. We also further describe the mobile robot technologies concerning Unmanned underwater vehicle . In addition, point out

the advantages and disadvantages of these technologies . And the exploration of the robot which used to explore the deep sea in the future of material, structure, movement way, the power source, puts forward the idea imitating Vampire Squid. Broad practical application prospects can be expected.With the development of science and technology, bionic underwater robot will be improved in driving system made - up by smart materials and locomotion theories gradually, individual intelligence and team cooperation.

Keywords: Unmanned underwater vehicle；the exploration of deep sea; Bionic 1 引言( Introduction)

世界海洋机器人(unmanned marine vehicles, UMV)发展的历史大约60年，经历了从载人到无人，从遥控到自主的主要阶段。加拿大国际潜水器工程公司(ISE)总裁麦克·法兰将海洋机器人的发展历史分为4个阶段[1]，并将前3个阶段称为革命(revolution)：第一次革命在20世纪60年代，以3人潜水器为标志；第二次革命为70年代，以遥控水下机器人的迅速发展为特征；第三次革命大体为80 年代，以自主水下机器人的发展和水面机器人(USV)的出现为标志。现在则是混合型海洋机器人的时代。

水下机器人(Unmanned underwater vehicle, UUV)是一种可在水下移动、具有感知系统、通过遥控或自主操作方式、使用机械手或其他工具代替或辅助人去完成水下作业任务的机电一体化智能装置。水下机器人是人类认识海洋、开发海洋不可缺少的工具之一,亦是建设海洋强国、捍卫国家安全和实现可持续发展所必需的一种高技术手段。

水下机器人的移动方式十分多样。螺旋桨推进的水下机器人存在流体推进效率低、动作不灵活、噪音大、桨叶会伤害海洋动物等问题。针对这些问题,游动水下仿生机器人如机器鱼应运而生,但它们耐压能力较低。软体动物乌贼凭借喷射和鳍波动的高效、灵活的复合游动方式,成功地与鱼类竞技海洋;它们依靠肌肉性静水骨骼,活跃于从上千米的深海至海平面的广阔海域。[2]就当前水下仿生机器人的发展水平来看，现有水下仿生机器人的功能特性仍然与被模仿的生物存在