ROV水下机器人在渔业中的应用关键技术研究

随着渔业的高速发展,将面临环境生态、自然资源等各方面的压力,如果要突破劳动力、环境、资源等因素的制约,则需要加强现代高新技术的研发以及应用,而ROV水下机器人将有利于推动产业转型升级。基于此,文章将对ROV水下机器人在渔业中的应用关键技术进行研究,以期望能够为ROV水下机器人的发展提供有价值的参考依据。

无人船多波束与水下机器人(ROV)在港口码头工程水下检测中的综合应用

无人船多波束测深系统具有工作效率高、作业成本低、受水下地形限制影响小、测量精度高等特点,通过无人船自主航行和多波束系统每次发射和接收几百个高程或水深数据值形成水下地形三维点云图,全面反应水下地形地貌的整体状况以及结构物的冲淤情况等状况;水下机器人(ROV)检测系统具有安全高效等特点,能够在水下进行长时间、大水深和较远距离的对水下结构物进行检测、巡查。本文综合应用无人船多波束测深系统和水下机器人(ROV)检测系统对安庆某码头工程水下结构物外观、和港池水下地形地貌、冲淤状况进行全面检测,为港口码头运营管理部门提供养护依据。

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。

水下机器人(ROV)在水库大坝检测作业的安全分析

文章针对现有的水库大坝水下检测作业中,缺少ROV相关的作业安全分析(JSA)规范的事实,提出有必要制定JSA方案,以便适应于水库大坝水下检测作业。通过分析ROV的作业环境,讨论ROV作业团队的安全隐患及对策,ROV设备的安全及对策。通过采用JSA,包括在编写项目作业方案时进行风险预判,以及列出ROV作业相关的子项并逐条分析作业风险,从"软件"方面提高设备在复杂环境下作业的使用安全等级。

自主/遥控水下机器人研究现状

在过去的二十年中,水下机器人技术得到了快速发展,各种新型的水下机器人不断涌现。本文介绍了一种新型混合式水下机器人——自主/遥控水下机器人(ARV),ARV结合了自主水下机器人(AUV)和遥控水下机器人(ROV)的特点,自带能源并携带光纤微缆,具有多种工作模式,可实现大范围的精确调查和局部区域的定点作业,文章重点介绍自主/遥控水下机器人的国内外研究现状及成功应用的案例。

抽水蓄能电站输水道水下机器人检测系统研制

设计了一种以水下机器人(ROV)为载体的检测系统。利用环形声纳、高清水下摄像头等检测手段,对输水道内混凝土壁面大于1 mm的裂纹在不放空输水道情况下进行检测,为抽水蓄能电站输水道斜井检测提供全新的技术手段。

有缆遥控水下机器人在水利水电工程领域的应用现状与发展前景

在简要介绍常见水下机器人的分类及其应用特点的基础上,着重阐述了有缆遥控水下机器人(ROV)在我国水电水利工程领域的典型应用场景,如水库大坝闸门的水下检测与清理、消力池的水下检测、水库大坝坝体的检测,深入剖析其强项优势与短板弱项。结合现实需求与技术发展,描绘了有缆遥控水下机器人在高度智能化、自动化的水下操作,高效率、高精度的水下定位,简洁、高效的稳定控制三个方面的发展前景。

堤坝检测水下机器人模糊自适应控制方法研究

GDROV是用于堤坝探测的水下机器人,设计上属于开架式机器人,其精确的数学模型很难获得。采用基于模糊逻辑的直接自适应控制方法,利用模糊基函数网络逼近理想控制输出,通过模糊逻辑动态调整控制器的参数自适应律,可有效解决水下机器人控制问题。建立GDROV的水动力模型,给出基于模糊逻辑的直接自适应控制算法,最后通过仿真试验和外场试验验证了该控制器对模型的不确定性具有较强的鲁棒性,且具有良好的跟踪性能。

基于Simulink的水下无人机器人建模与仿真

建立了Simulink环境下水下无人机器人(ROV)仿真模型,通过系统识别,得到该仿真模型的系统参数。分别在Simulink环境和实际系统中设计滑模控制器以实现俯仰角控制,并分析了2种情况下最优控制参数。结果表明:该仿真模型对实际系统中控制参数的调节具有参考价值。

A架式遥控水下机器人收放系统设计研究

本文对国内外ROV专用收放系统进行了分类,并对A形架式遥控水下机器人收放系统的结构和优势进行了阐述,对A架式ROV专用收放系统(LARS)设计过程中主要设计参数进行了总结,为ROV专用收放系统(LARS)的设计提供参考。

小型水下机器人的研究发展及其应用现状

目前水下机器人(ROV)的研究方向多为高度智能化、多功能化的小型水下机器人。随着时代的发展,ROV的应用领域也逐步由军用转为民用,比如在深海工程、抢险救援和海底资源勘探等方面的应用。基于此现状,我们查阅了大量资料,研究论述了目前国内外水下机器人的最新发展趋势,包括其应用领域、技术特点和内在系统组成方面的内容。另外本文较为清晰地阐述了ROV在水下通信方法的多技术融合、控制系统的多方面协调以及机体机构的整体设计优化等内容,并认为未来水下机器人的发展趋势将是灵活、高效、无污染的,它将为人类的生活与工作带来更多的便利。

堤坝检测水下机器人水声定位抗多途干扰方案研究

针对堤坝检测水下机器人在水下定位过程中极易受到由水面、坝体等引起的多途干扰的问题,提出了一种结合时间反转镜(TRM)技术抗多途干扰的水下定位方案。该方案利用时间反转在自由场可以聚焦的特点,在信标模式下通过对定位阵元接收到的信标信号信道估计,虚拟地实现时间反转聚焦抗多途干扰;在应答模式下通过时间反转应答器中接收到的信号,再返回给定位阵元接收,主动地实现时间反转聚焦抗多途干扰。仿真和实验数据表明,采用时间反转聚焦信道多途的作用,改善了信道多途对定位阵元信号检测精度的影响,解决了由多途引起的解算轨迹产生的野点及间断点等问题。

水下机器人在海上单桩基础风机水下检测中的应用

随着我国海上风电的高速发展,大量的风机已经完成建设和并网。由于海洋环境恶劣,海上风机基础水下结构长期受高压、强腐蚀、冲刷以及海生物附着等作用,容易产生较严重的水下缺陷,桩基周围海底也易受海流冲刷作用发生地质变化,从而对桩基的稳定性产生一定的威胁,风机基础的水下检测需求日益增加。通过实际检测作业取得的成果与经验,本文阐述了一种使用水下机器人搭载高清摄像、图像声呐、三维扫声呐、接触式CP探针、高压水枪以及直角尺等检测与作业设备,对风电单桩基础进行综合水下检测与健康评估的方法。

深海作业重载型ROV卸扣和吊钩概述及展望

深海能源开发和利用在全球有着重要的战略意义。介绍了深海作业重载型ROV卸扣和吊钩的概述和展望,包括海洋工程装备、ROV水下机器人、ROV机械手以及与之配套的深海作业重载型ROV卸扣和吊钩等,并对ROV卸扣和吊钩的研发和未来发展趋势进行了总结与展望。

深海作业机器人电动系缆管理系统及其控制研究

系缆在深海有缆作业机器人(remotely operatedvehicle,ROV)作业时起到能量供给、信息传输等重要作用。为了进一步合理规划系缆的收放、调控ROV水下运动范围,文章提出了一种以永磁电机作为动力执行单元的新型系缆管理系统,并结合系缆实际工作要求,设计了水面-水下控制系统及其逻辑控制方法。该电动系缆管理系统由滚筒、滑动轮、永磁电机及其驱动器等组成,相比传统的以液压动力系统作执行单元的系缆管理系统,其体积更小;其滚筒通过链传动控制水平往复绞线器运动,从而确保滚筒与绞线器的运动同步,保证缆能正确地缠绕在滚筒上。文章结合放缆与收揽典型运行模式下系缆的运动状态,对滚筒与滑动轮的力矩与速度状态进行了分析,并通过实验对电动TMS控制系统及其控制逻辑的有效性进行验证。结果表明,该电动系缆管理系统能正常配合ROV开展水下作业,有利于有缆机器人系统稳定高效工作。

面向海洋工程水下结构检测的ROV研制问题的标准分析

开展面向海洋工程水下结构检测的ROV研制问题分析,将有缆遥控水下机器人(ROV)这一先进的智能检测技术,可以为我国的海洋工程的建设和发展奠定稳定的基础和提供强大的发展推动力。

深水水下分离器ROV检测技术研究

以深水分离器的水下检测技术为研究对象,介绍了水下机器人(ROV)深水检测技术情况,对深水分离器在海底作业时可能发生的一些事故做了详细的评估。以此为背景,分析得出深水分离器水下检测的主要工作内容,同时对ROV在进行深水分离器水下检测工作时的应用做了详细的说明。

水下机器人ROV在石油行业的维修技术研究

现阶段,水下机器人为了保证诸如风能发电或石油和天然气等海洋基础设施的安全,必须进行常规的检修和保养。但是,水下作业不仅复杂、昂贵,而且对潜水人员的工作也有很大的危险。水下远程控制机器人(ROV)已被用来监控海洋资源的情况。同时,也能对船舶的维修状况进行监控,在出现故障之前进行故障预报,从而帮助预防海上意外。由于水下机器人与地面上的机器人有着很大的区别,为此,本文将针对水下机器人在石油方面的维修技术进行探讨,以期为石油行业的工作者提供重要借鉴。

海洋渔业选择性捕捞ROV艏向控制方法研究

为减少海洋渔业资源过度开发,文中设计一种海洋渔业选择性捕捞ROV,用于捕捞过程中对幼鱼和稀有鱼种的保护。依据海洋渔业选择性捕捞作业要求,采用Solidworks软件完成ROV机械结构的设计。ROV运动系统具有非线性和强耦合性,遇到水流的作用会变得更加不稳定。为提高ROV在捕捞过程中艏向运动的稳定性能,设计一种模糊PID控制器对ROV进行艏向控制。根据ROV运动特点建立空间运动坐标系和ROV艏向运动数学模型表达式,在PID控制基础上引入模糊控制对PID的3个参数进行在线调整;在Matlab/Simulink环境下创建PID控制器与模糊PID控制器仿真模型,使用两种控制器对ROV进行30°和90°的艏向控制对比仿真。仿真结果表明,模糊PID控制较PID控制超调量分别减少4°、10°,系统达到稳定状态的时间也更短,是一种高性能与稳定的ROV艏向控制方式。

基于水下机器人ROV的油井检查技术研究

随着人类对海洋的探索与发展,水下机器人的使用越来越普遍。海洋石油蕴藏着巨大的开发潜力。随着我国海洋油气开采逐渐从渤海地区(浅水区)向东中国海域、南中国海域(100~300m)的发展,海底油气勘探设备的安装、维修、潜水员的水下操作(饱和潜水)也随之增大。因此,一种能够部分取代潜水员进行水下操作的无人驾驶机器人(ROV)开始出现,并在全球范围内快速普及,现在其应用范围逐渐扩展,已经渗透到各个技术领域。基于此,本文介绍了ROV技术在海洋水下工程中的应用,着重分析了ROV技术的技术方案,并通过实际应用表明,它可以很好地适应近海到远海的海洋调查与工程勘察,为以后的钻井工作提供借鉴。