深海无人遥控潜水器耐压电子舱结构设计与分析

研究深海无人遥控潜水器(ROV)耐压电子舱结构设计中涉及的力学分析技术。利用有限元数值分析方法校核耐压电子舱在深水条件下的强度、刚度与稳定性。根据深海耐压电子舱受力特点,优化其结构形式和尺寸,获得最优结构拓扑构型。对于耐压电子舱上下壳体接合面间接触问题,将非线性接触分析和简化分析法的计算结果进行比较。探讨加工误差与初始缺陷对耐压电子舱力学性能的影响。计算结果表明,耐压电子舱结构优选设计方案满足力学性能和重量要求,并且对加工误差与初始缺陷的影响不十分敏感。

“海马”号无人遥控潜水器的研制与应用

2014年,作为国家863计划重点项目"4500米级深海作业系统"的主要研究成果,"海马"号4500米级无人遥控潜水器(ROV)搭载作业母船"海洋六号"在南海实施了3个航段海上试验,下潜17次,最大下潜深度4502米,顺利通过了海试验收。随后,"海马"号迅速完成了成果转化,在2015年度南海天然气水合物有利区的详查工作中首战告捷,在我国南海北部陆坡西部海域首次发现活动性"冷泉"(定名"海马冷泉"),显示出该海域良好的天然气水合物资源前景,实现了国产高科技深海探查设备应用和南海水合物探查工作的双突破。在"海马"号探查成果的指引下,在"海马冷泉"区首次获取了海底表层高纯度的水合物实物样品,取得了我国在南海新海域采获水合物实物样品的又一次重大突破性进展。"海马"号在地勘应用中运行状态良好,操控性、可靠性、稳定性和各种扩展功能均通过严格考验,达到实用化装备的各项技术要求。"海马"号填补了我国深海探查作业手段的一项空白,大幅度提升了我国深海技术装备水平和作业能力,取得了一系列关键技术的重大突破,达到了国外同类遥控潜水器技术的水平,在我国深海技术装备研发领域具有里程碑式的意义。

基于无人遥控潜水器的水下管道卡箍式连接件安装机具设计

为解决深水大口径油气管道卡箍式连接件安装不便的问题,设计了基于无人遥控潜水器的水下管道卡箍式连接件安装机具,主要包括连接件库、机械手、液压力矩扳手和控制系统等。设计的机械手既能满足抓取的唯一性,又能保证连接件不会滑落。根据力学特性对机械臂闭合液压缸的运动情况进行了分析,得出了重心位置会对连接件的运动速度造成影响的结论。连接件库的设计使得装置减少了升降频率,减少工作循环时间。安装机具在无人遥控潜水器的配合下进行作业,可以实现大口径油气管道卡箍式连接件的快速安装。最后结合制作的实物模型对连接件的安装作业流程进行了说明。

无人遥控潜水器发展现状与展望

人类认知与开发海洋离不开潜水器。在众多种类的潜水器中,无人遥控潜水器(ROV)以不受能源限制、作业能力强等其他潜水器所不具备的优势而得到了广泛应用。对无人遥控潜水器的定义、基本分类、系统组成、发展历史与现状、应用需求和国家战略意义等进行归纳与总结,并对当前发展无人遥控潜水器需要面对的关键技术问题进行分析探讨,指出无人遥控潜水器系统未来可能的发展方向和具备的技术特点,为新一代无人遥控潜水器的研制和应用提供参考。

作业型无人遥控潜水器深海应用与关键技术

深海作业无人遥控潜水器(ROV)是水下无人作业技术的典型代表。随着信息技术的进步,现代作业型ROV越来越成为具有智能和探测作业综合能力的水下工程支持装备,不仅是水下精细调查探测平台、水下复杂精细作业平台,而且将成为大型水下工程综合指挥平台的一部分。随着其总体技术和支撑技术的日趋成熟,未来的技术发展重点也将向以信息技术和特种作业技术为代表的协同技术转移,以适应其自身角色的转变。

高速无人遥控潜水器永磁推进器的无位置传感器控制

高速电动无人遥控潜水器(ROV)用于浅海严酷水下环境中的观测和作业。ROV上的推进器电机内部充油,需用旋转变压器测量转子磁极位置,旋转变压器反馈的模拟信号容易受电机相线电流干扰。为此,提出了一种使用新型连续饱和函数的滑模观测器,通过使用连续饱和函数和锁相环方法,可以估算磁极位置。所提算法与传统滑模观测器相比,可有效减小电机运行时的抖振。通过仿真与试验,验证了该算法的可行性。

基于CAN总线的观察型无人遥控潜水器

研制了一种基于CAN总线的遥控潜水器(ROV)的监控系统.利用模块化的设计方法,实现了系统的软硬件结构;详细介绍了CAN总线应用层协议的具体格式及实现方法.

无人遥控潜水器控制系统开发

成功研制了堆内构件检测无人遥控潜水器(ROV)样机,利用数字PID技术实现了系统定向、定深控制,并对该潜水器的运行进行了实验验证,效果令人满意。

无人遥控潜水器作业队综述

通常,一个无人遥控潜水器(ROV)合同的成功完成,需要一支训练有素的ROV作业队。这支队伍的技能不仅涉及到电子、液压、机械以及ROV操作方面,而且也要在其它领域诸如:对外联络,公共关系等方面显示出来。同时,这支队伍里的每一名成员不仅要在他自己的专业显示其特长,而且也要懂得其它相关专业的技能,以及向他人传授其技能。 队中任何一名成员的失误都会有损于作业,结果可影响到整个油田工作的延误,造成石油公司的损失,这种损失有时是不可估量的,对ROV服务公司来说,因此而带来的是很不利的影响。

深海遥控无人潜水器脐带缆动态特性及张力抑制方法

传统金属铠装脐带缆由于自重原因,下潜深度很难突破6000 m,为了实现深海脐带缆安全使用,有效提升深海遥控无人潜水器(Remotely operated vehicle,ROV)的下潜深度,提出了一种脐带缆张力抑制方法。针对水下脐带缆运动具有大位移和小应变的特点,综合考虑加挂浮球对脐带缆动力学性能的影响,基于几何精确梁的有限元方法,建立了铠缆系统的三维非线性动力学模型;利用该模型分析了在母船升沉和海流联合激励下脐带缆系缚浮球和无系缚浮球的动态特性。仿真结果发现,通过在脐带缆适当位置加挂一定数量的浮球,可有效降低脐带缆内部张力,提升ROV的下潜深度。通过“海星6000”海上试验验证理论分析的正确性和张力抑制方法的有效性.

遥控潜水器在近海石油工业中的应用与存在的问题

随着近海石油工业的发展,无人遥控潜水器的应用十分广泛。本文作者多年从事ROV作业,对无人遥控潜水器在近海石油工业应用中存在的问题提出一些看法。

复杂外形潜水器旋转水动力的计算

复杂外形的潜水器动力学模型是高度非线性且耦合的,很难精确建立.为提高潜水器艏向控制性能,通过计算流体力学(CFD)方法来计算复杂外形无人遥控潜水器(ROV)在回转过程中所受的阻尼力/力矩,以获取回转运动的水动力系数,从而提高回转动力学建模精度.从如下两个方面对现有方法进行了改进:(1)采用重叠网格方法替代动网格方法,解决网格运动过程中质量下降的问题,避免了网格单元出现负体积;(2)结合移动参考坐标系和重叠网格两种方法求解ROV的旋转水动力,可加快收敛速度,提高重叠网格非稳态计算的可信度.采用由CFD计算得到的水动力系数构建ROV的动力学模型并基于该模型进行回转控制数值模拟,计算结果与ROV在水池中的回转控制实验结果吻合较好,从而间接验证了所提方法的有效性.

援潜救生用作业级遥控无人潜水器的发展现状及趋势

遥控无人潜水器(ROV)作为一种水下作业的重要装备,逐渐成为深海介入作业的主力,在援潜救生和军事打捞作业中发挥了重要作用。论文概述了援潜救生用ROV的主要使命、技术特点以及典型应用案例,从功能特性和技术参数方面介绍了国内外援潜救生用ROV的发展现状,最后总结了援潜救生用ROV的关键技术及发展趋势。

基于改进YOLOv5s的桥墩缺陷检测ROV设计应用

针对桥墩附近乱流现象严重和桥墩表面光滑难以吸附的问题,采用浮游加抱臂爬行方式,利用复合控制技术设计了一款桥墩缺陷检测ROV。首先,ROV本体结构采用8矢量推进器布局方案,实现了机器人浮游状态全向运动,提高了ROV抗扰能力;其次,抱臂夹持机构采用绳传动方式,以机械简单联动为ROV爬行状态下的稳定检测提供了可靠平台;最后,采用基于注意力机制改进的YOLOv5s网络识别桥墩缺陷,通过引入ASPP、IAAM等结构,提升了缺陷检测的实时性与精度。真实水域试验结果表明,所设计的ROV具有很好的适用性和有效性,在复杂水域环境下取得了较好的桥墩缺陷检测应用效果,可代替潜水员完成桥墩缺陷采集工作。

水面无人艇辅助型缆式水下机器人系统设计

针对海洋资源的开发与勘探,设计了一种基于水面无人艇(USV)辅助型的缆式水下机器人(ROV)。通过在无人艇上安装下视声呐和侧扫声呐得到水下环境,获得ROV相对于USV的位置,以便地面站对ROV的水下具体位置进行实时掌握。主要设计了ROV系统、ROV的推进器与推力分布系统以及硬件和软件控制系统。该系统能够更加高效地对ROV进行控制,比原始无中继USV系统直接控制ROV更加简便快捷。

基于水下精细探测技术的水下滑坡监测方法研究

滑坡是堤防工程的重要病害,其监测方法一直是国内外的研究热点。由于水下滑坡无法采用常规的遥感和日常巡视等方法进行监测,故常在水下基础垮塌并导致岸堤失稳后才能发现,严重影响防洪安全。讨论一种基于水下精细探测技术的水下滑坡监测方法,通过使用船载多波束测深系统和无人遥控潜水器(Remote Operated Vehicle,ROV)光学成像系统进行探测,获取水下滑坡的范围、滑坡块体尺寸等信息。该方法应用于某河道水下滑坡监测工作的结果表明,其能高效真实地反映水下的实际情况,在护坡日常监测和修复整治工作中具有良好的应用前景。

ROV在沿海核电站取排水管廊检查中的应用

探讨小型无人遥控潜水器(Remotely Operated Vehicle,ROV)在沿海核电站排水管廊检查中的应用及关键技术。首先,阐述ROV在海洋工程领域的研究和应用现状,分析其在海底工程中的应用优势。其次,分析ROV在沿海核电站取排水管廊检查中应用的可行性、可靠性、优越性和作业流程,进一步探讨ROV搭载各种功能的工具、设备、仪表解决不同工况需求。最后,研究和总结已有ROV在秦山核电站排水管廊检查中的应用案例,验证该技术在核电领域的可行性和有效性。

堆内构件检测ROV设计与实现

根据核堆内构件检测的需求,设计研发了一款超小型无人遥控潜水器(ROV)。从总体、结构、电控等方面,论述了该潜水器面临的问题和设计特点。着重论述了核环境下系统器件材料的耐辐照要求,并对关键器件进行了耐辐照性试验,结果表明所选器件能够满足辐照环境下的应用要求。最后给出了系统的水池实验结果,证明该系统具有良好的操纵性和稳定性。

现代水下技术在我国水运工程建设中的应用与前景

自本世纪８０年代中期以来，世界水下工程技术随着各国科技水平的提高而得以迅速发展。本文从水下工程技术的专业范畴及特征着手，分析了现代水下技术在水运工程建设中的应用；介绍了国外现代水下技术的基本进展及趋势；评价了国内水下工程技术及装备水平，同时展示了我院近十年来在现代水下技术与装备和开发、应用方面所做的工作与实力；最后分析了国内水运工程建设发展对水下技术的挑战，以及发展我国现代水下技术装备开发研究所面临的新课题。

梨园水电站大坝面板及消力池水下检查分析

为准确掌握梨园水电站大坝面板及溢洪道消力池等建筑物水下部分运行情况,分别采用人工潜水和ROV对不同潜水深度开展检查。实施过程中先根据混凝土面板及消力池结构特征差异,分别确定出主要检查对象和内容。再按不同水深选择适宜的检查方式,采取合理布置潜水设备,分区域制定检查路线,布设网格对检查范围进行定位等措施,有效保证检查工作的安全性和有效性。检查结果显示梨园水电站大坝面板及其止水结构完好,大坝防渗系统安全可靠。消力池水下部分无异常,溢洪道泄洪时能充分发挥消能作用。实践表明梨园水电站大坝面板及消力池水下检查方法科学有效。