我国成功研发首台4500米级深海遥控作业型潜水器(海马号ROV)

我国自主研制的首台4500米级深海遥控无人潜水器作业系统"海马号",搭载海洋六号综合在南海中央盆地完成了海上试验,并于4月18日通过了由863海洋技术领域办公室委派的海试现场专家组进行的海上验收。

“海马号”4500米ROV(无人遥控潜水器)和绿色校园网项目介绍

上海交通大学先进产业技术研究院（简称产研院）于2009年12月13日成立。产研院致力于引领未来新兴产业发展的高新技术前瞻性布局,整合创新力量逐步形成关键瓶颈技术、共性技术,推动技术集成创新并有效推进技术转移,引领新兴产业的发展。在社会层面,产研院是＂政府推动,高校支撑,市场主导,开放运作＂的公共服务平台;在校级层面,产研院是上海交大“大科研”体系的重要组成部分，为上海交大单体项目的培育与发展、平台项目建设、校地合作及校企合作提供了大量服务。

一种新型潜水器HROV及其关键技术综述

介绍一种新概念潜水器———混合型潜水器(HROV)。该潜水器能在两种不同的模式下工作,可以像AUV一样进行大范围的探测和搜索,也可以通过直径小于1 mm的微细光纤,执行传统ROV的近距离观察和采样任务。介绍了HROV的系统组成和工作过程,探讨与之相关的关键技术及其主要研究内容,并对HROV技术的应用前景也作了一些分析。

随机波浪下遥控潜水器强非线性耦合空间运动与缆索安全性研究

模拟了带有脐带缆的潜水器(ROV)的强非线性流体动力学性能,由于ROV的前进速度与其它方向的运动速度为同一数量级,与传统的潜艇有重要的区别。潜艇中常用的按前进航速线性化处理的技术不能有效地用于潜水器,必须保留其运动方程中尽可能多的非线性项进行模拟。潜器本体的运动模型必须考虑为六自由度,脐带缆的运动必须考虑为三维运动。中继平台的运动幅值,可能会接近甚至超过水面船的运动幅值,这会增加ROV进出坞的困难。缆力对流速比对水面波浪更敏感、对垂向激励比水平激励更敏感。即使是随机波浪激励,深水吊索张力也会具有一定的周期性。近水面时这种周期性消失,两端张力趋于同步。

带缆遥控潜水器空间运动仿真

本文建立了带缆遥控潜水器（TROV）的空间非线性数学模型，耦合求解了在脐带非线性缆力作用下的潜器运动方程，改变了传统的准静态附加缆力计算方法。动态缆力的模拟结果与实验吻合良好。还进行了多种典型运动的模拟计算，讨论了作业宽度、系缆点位置和水面激励等因素对系统性能的影响。

一种遥控潜水器控制系统的研究与应用

介绍一种基于工业以太网通信技术及Windows平台构建的遥控潜水器控制系统.将该控制系统应用于最新研制的遥控潜水器中,其在通信能力、视频传输、控制性能、硬件的可扩展性、数据的存储与显示等多方面都比传统的控制系统具有明显的优势.在水池中进行了试验,验证了该控制系统及整个潜水器良好的运动功能和性能.

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。

深海遥控潜水器多体系统非线性耦合动力特性模拟

建立带缆遥控潜水器(TROV)系统空间运动模型,探讨支持船-吊缆-中际站-脐带缆-潜水器多体之间的强非线性耦合运动机理。潜器的运动考虑为六自由度,缆索分段的三维动态方程中采用了"凝集参数"模型与平均切向量非线性流体动力载荷处理技术,通过计算非均匀缆索的动张力和瞬态构型,预报导致脐带缆保护层及其内部光电传输芯线结构破坏的巨大瞬间突变载荷,对避免谐振,延长缆索寿命和最大限度地扩大ROV系统安全操作的范围,确保潜水器安全入坞和回收,节约试验费,避免作业事故都具有重要意义。

ROV──遥控潜水器数据传输系统

本文介绍了系缆遥控潜水器（ROV）数据传输系统的信息容量、速率和水中运动载体的时间响应；分析了半双工传输系统与时钟节拍；交替使用8位、12位模拟量数字转换，保证了ROV运动控制精度．在实行水面、水下信息通信的数据传输系统中，由于用绞线对替代了诸多导线，缩小了脐带电缆直径，减少了脐带电缆水中运动时受到的阻力，因而提高了系缆遥控潜水器操纵机动性和下潜深度．

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.

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。

“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。

遥控潜水器轨迹跟踪自适应模糊滑模控制方法研究

针对ROV位置和姿态精确定位控制的难题,通过对ROV数学模型的分析,设计了ROV滑模控制器;系统通过模糊推理来自适应降低抖振和逼近未知的非线性函数部分,利用李亚普诺夫稳定性理论证明了该系统的收敛性和稳定性,最后利用Simulink对控制系统进行了仿真研究;仿真结果表明:该控制器能够保证轨迹跟踪误差的快速收敛性,及对外界干扰的鲁棒性,初始误差3s收敛到零,验证了理论分析的正确性和有效性。

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。

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。

我国新创无人遥控潜水器(ROV)系列成果演示会在上海交通大学举行

1988年11月23日至25日在上海交通大学举行我国新创无人遥控潜水器(ROV)系列成果演示会。会上展示了中国和加拿大联合研制的两种作业型ROV(S JTU-40,S JT-10),一种大坝检查型ROV(JH-01)、一种观察型ROV(S JT-5)。 现将参加演示的四种潜水器主要性能介绍如下:

遥控潜水器在海洋油气开发中的应用

介绍了遥控潜水器ROV（RemotlyOperatedVehicle）的发展简历、功能、分类及国内外的发展概况。论述了ROV在海洋油气开发的水下系统中的主要作业内容以及在设计水下系统时如何考虑ROV技术的应用。

带缆遥控潜水器系统分析简介

介绍了水下机器人的种类、动扰动下保持其稳定平衡的力学本质、脐带电缆的作用，以及它对潜水器的干扰力的计算方法。文中还对准静态法和凝集参数法计算缆力进行了比较，分析了各自的特点。

4500米级深海无人遥控潜水器通过验收

5月8目，我国自主研制的首台4500米级深海无人遥控潜水器作业系统“海马”号通过科技部组织的验收。有关人士表示，这是继“蛟龙”号之后，我国深海高技术领域出现的又一标志性成果，迈出了4500米级潜水器谱系化的第一步。据介绍，“海马”号是科技部863计划支持的重点项目，是我国迄今为止自主研发的下潜深度最大、国产化率最高的无人遥控潜水器系统，突破了本体结构、浮力材料、液压动力和推进、作业机械手和工具、观通导航、控制软硬件、升沉补偿装置等关键技术，先后完成了总装联调、水池试验和海上摸底试验等工作。

基于参数扰动模型的遥控潜水器滑模控制方法

[目的]遥控潜水器(ROV)的运动控制易受到环境和模型参数不确定性因素的影响,难以达到预期控制效果,针对此情况,提出一种基于参数扰动模型的ROV滑模控制方法。[方法]以标准ROV模型为基础,将环境干扰与模型自身参数的不确定性作为模型扰动参数,建立带参数扰动的ROV模型,并对模型进行解耦得到深度方向的控制模型,基于带参数扰动的模型完成定深运动滑模控制器设计,开展仿真试验验证。[结果]结果表明,基于参数扰动ROV模型的滑模控制器能够对ROV进行稳定、高效的定深控制,并且该控制方法可以改善外干扰和模型参数不确定性带来的影响。[结论]该控制器设计方法可为解决ROV控制过程中受到的环境与模型不确定性问题提供一种解决方案。