水下機(jī)器人的結(jié)構(gòu)功能

　　典型的遙控潛水器是由水面設(shè)備(包括操縱控制臺(tái)、電纜絞車、吊放設(shè)備、供電系統(tǒng)等)和水下設(shè)備(包括中繼器和潛水器本體)組成。潛水器本體在水下靠推進(jìn)器運(yùn)動(dòng)，本體上裝有觀測(cè)設(shè)備(攝像機(jī)、照相機(jī)、照明燈等)和作業(yè)設(shè)備(機(jī)械手、切割器、清洗器等)。

　　潛水器的水下運(yùn)動(dòng)和作業(yè)，是由操作員在水面母艦上控制和監(jiān)視?？侩娎|向本體提供動(dòng)力和交換信息。中繼器可減少電纜對(duì)本體運(yùn)動(dòng)的干擾。新型潛水器從簡(jiǎn)單的遙控式向監(jiān)控式發(fā)展，即由母艦計(jì)算機(jī)和潛水器本體計(jì)算機(jī)實(shí)行遞階控制，它能對(duì)觀測(cè)信息進(jìn)行加工，建立環(huán)境和內(nèi)部狀態(tài)模型。操作人員通過人機(jī)交互系統(tǒng)以面向過程的抽象符號(hào)或語(yǔ)言下達(dá)命令，并接受經(jīng)計(jì)算機(jī)加工處理的信息，對(duì)潛水器的運(yùn)行和動(dòng)作過程進(jìn)行監(jiān)視并排除故障。開始研制智能水下機(jī)器人系統(tǒng)。操作人員僅下達(dá)總?cè)蝿?wù)，機(jī)器人就能根據(jù)識(shí)別和分析環(huán)境，自動(dòng)規(guī)劃行動(dòng)、回避障礙、自主地完成指定任務(wù)。

　　無人有纜潛水器的發(fā)展趨勢(shì)有以下優(yōu)點(diǎn)：一是水深普遍在6000米;二是操縱控制系統(tǒng)多采用大容量計(jì)算機(jī)，實(shí)施處理資料和進(jìn)行數(shù)字控制;三是潛水器上的機(jī)械手采用多功能力反饋監(jiān)控系統(tǒng)：四是增加推進(jìn)器的數(shù)量與功率，以提高其頂流作業(yè)的能力和操縱性能。此外，還特別注意潛水器的小型化和提高其觀察能力。

　　水下機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域

　　1、安全搜救領(lǐng)域：(1)可用于檢查大壩、橋墩上是否安裝爆炸物以及結(jié)構(gòu)好壞情況;(2)遙控偵察、危險(xiǎn)品靠近檢查;(3)水下基陣協(xié)助安裝/拆卸;(4)船側(cè)、船底走私物品檢測(cè)(公安、海關(guān));(5)水下目標(biāo)觀察，廢墟、坍塌礦井搜救等;(6)搜尋水下證據(jù)(公安、海關(guān));(7)海上救助打撈、近海搜索。

　　2、管道檢查：(1)可用于市政飲用水系統(tǒng)中水罐、水管、水庫(kù)檢查;(2)排污/排澇管道、下水道檢查;(3)洋輸油管道檢查;(4)跨江、跨河管道檢查。

　　3、船舶河道海洋石油：(1)船體檢修;水下錨、推進(jìn)器、船底探查;(2)碼頭及碼頭樁基、橋梁、大壩水下部分檢查;(3)航道排障、港口作業(yè);(4)鉆井平臺(tái)水下結(jié)構(gòu)檢修、海洋石油工程。

　　4、科研教學(xué)：(1)水環(huán)境、水下生物的觀測(cè)、研究和教學(xué);(2)海洋考察;(3)冰下觀察。

　　5、水下娛樂：(1)水下電視拍攝、水下攝影;(2)潛水、劃船、游艇;(3)看護(hù)潛水員，潛水前合適地點(diǎn)的選擇。

　　6、能源產(chǎn)業(yè)：(1)核電站反應(yīng)器檢查、管道檢查、異物探測(cè)和取出;(2)水電站船閘檢修;(3)水電大壩、水庫(kù)堤壩檢修(排沙洞口、攔污柵、泄水道檢修)。

　　7、考古：水下考古、水下沉船考察。

　　8、漁業(yè)：深水網(wǎng)箱漁業(yè)養(yǎng)殖，人工漁礁調(diào)查。

　　無人無纜潛水器尚處于研究、試用階段，還有一些關(guān)鍵技術(shù)問題需要解決。無人無纜潛水器將向遠(yuǎn)程化、智能化發(fā)展，其活動(dòng)范圍在250～5000公里的半徑內(nèi)。這就要求這種無人無纜潛水器有能保證長(zhǎng)時(shí)間工作的動(dòng)力源。在控制和信息處理系統(tǒng)中，采用圖像識(shí)別、人工智能技術(shù)、大容量的知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)，以及提高信息處理能力和精密的導(dǎo)航定位的隨感能力等。如果這些問題都能解決了，那么無人無纜潛水器就能是名副其實(shí)的海洋智能機(jī)器人。海洋智能機(jī)器人的出現(xiàn)與廣泛使用，為人類進(jìn)入海洋從事各種海洋產(chǎn)業(yè)活動(dòng)提供了技術(shù)保證。