一種工作於水下的極限作業機器人,能潛入水中代替人完成某些操作,又稱潛水器。水下環境惡劣危險,人的潛水深度有限,所以水下機器人已成為開發海洋的重要工具。

  簡況 1934年,美國研製出下潛934米的載人潛水器。1953年又研製出無人有纜遙控潛水器。其後的發展大致經歷瞭三個階段。從1953年至1974年為第一階段,主要進行潛水器的研製和早期的開發工作。先後研製出20多艘潛水器。其中美國國的CURV系統在西班牙海成功地回收一枚氫彈,引起世界各國的重視。1975至1985年是遙控潛水器大發展時期。海洋石油和天然氣開發的需要,推動瞭潛水器理論和應用的研究,潛水器的數量和種類都有顯著地增長。載人潛水器和無人遙控潛水器(包括有纜遙控潛水器、水底爬行潛水器、拖航潛水器、無纜潛水器)在海洋調查、海洋石油開發、救撈等方面發揮瞭較大的作用。1985年,潛水器又進入一個新的發展時期。80年代以來,中國也開展瞭水下機器人的研究和開發,研制出“海人”1號(HR-1)水下機器人,成功地進行水下實驗。(見彩圖)

中國研制的水下機器人 中國科學院沈陽自動化研究所供稿

  系統的結構與功能 典型的遙控潛水器是由水面設備(包括操縱控制臺、電纜絞車、吊放設備、供電系統等)和水下設備(包括中繼器和潛水器本體)組成。潛水器本體(見圖)在水下靠推進器運動,本體上裝有觀測設備(攝像機、照相機、照明燈等)和作業設備(機械手、切割器、清洗器等)。潛水器的水下運動和作業,是由操作員在水面母艦上控制和監視。靠電纜向本體提供動力和交換信息。中繼器可減少電纜對本體運動的幹擾。新型潛水器從簡單的遙控式向監控式發展,即由母艦計算機和潛水器本體計算機實行遞階控制,它能對觀測信息進行加工,建立環境和內部狀態模型。操作人員通過人機交互系統以面向過程的抽象符號或語言下達命令,並接受經計算機加工處理的信息,對潛水器的運行和動作過程進行監視並排除故障。近年來開始研制智能水下機器人系統。操作人員僅下達總任務,機器人就能根據識別和分析環境,自動規劃行動、回避障礙、自主地完成指定任務。

  

參考書目

 В.С.亞斯特列鮑夫、М.Б.依格納季耶夫、Φ.М.庫拉科夫、В.В.米哈伊洛夫著,關佶等譯:《水下機器人》,海洋出版社,北京,1984。