无缆自治水下机器人共16页
水下机器人
结构功能
• 典型的遥控潜水器是由水面设备（包括操纵控制台、电缆 绞车、吊放设备、供电系统等）和水下设备（包括中继器 和潜水器本体）组成。潜水器本体在水下靠推进器运动， 本体上装有观测设备（摄像机、照相机、照明灯等）和作 业设备（机械手、切割器、清洗器等）。
优缺点
• • 优点 水下机器人可在高度危险环境、被污染环境以及零可见度的水域代替人工在 水下长时间作业，水下机器人上一般配备声呐系统、摄像机、照明灯和机械 臂等装置，能提供实时视频、声呐图像，机械臂能抓起重物，水下机器人在 石油开发、海事执法取证、科学研究和军事等领域得到广泛应用。 缺点 由于水下机器人运行的环境复杂，水声信号的噪声大，而各种水声传感器普 遍存在精度较差、跳变频繁的缺点，因此水下机器人运动控制系统中，滤波 技术显得极为重要。水下机器人运动控制中普遍采用的位置传感器为短基线 或长基线水声定位系统，速度传感器为多普勒速度计会影响水声定位系统精 度。
发展历程
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第一阶段 从1953年至1974年为第一阶段，先后研制出20多艘潜水器。其中美国的CURV系统在西班牙海成 功地回收一枚氢弹，引起世界各国的重视。 1953年第一艘无人遥控潜水器问世，1974年以后，由于海洋油气业的迅速发展，无人遥控潜水器 也得到飞速发展 第二阶段 无人有缆潜水器的研制80年代进入了较快的发展时期。1975至1985年是遥控潜水器大发展时期。海 洋石油和天然气开发的需要，推动了潜水器理论和应用的研究，潜水器的数量和种类都有显著地增 长 第三阶段 1985年，潜水器又进入一个新的发展时期。 1988年，无人遥控潜水器又得到长足发展，这个时期增加的潜水器多数为有缆遥控潜水器，无人无 缆潜水器的发展相对慢一些，另外，载人和无人混合理潜水器在这个时期也得到发展
工业机器人技术与应用模拟题(含参考答案)
工业机器人技术与应用模拟题（含参考答案）一、判断题（共100题，每题1分，共100分）1、视觉传感器属于机器人内传感器。
A、正确B、错误正确答案：B2、机械密封的大弹簧旋向应与泵旋向相反。
A、正确B、错误正确答案：A3、TRUNC指令把32位实数转换成32位符号数，小数部分按照四舍五入原则处理。
A、正确B、错误正确答案：B4、ABB工业机器人离线编程与仿真软件RobotStudio随真实物理控制器一起使用时，称他为离线模式。
A、正确B、错误正确答案：B5、用户可以通过更改tool0的数值来改变机器人默认的TCP。
A、正确B、错误正确答案：B6、机器视觉边缘计算基数是对获取的图像信息进行处理的关键步骤，也是视觉控制系统的重要基础。
A、正确B、错误正确答案：B7、ABB机器人RobotStudio ，通过“连线”的方式创建信号连接，与通过“列表”的方式创建信号连接的效果是相同的。
A、正确B、错误正确答案：A8、机器人自动模式运行时，示教器使能键是无效的。
A、正确B、错误正确答案：A9、工业机器人搬运工作站由工业机器人系统、PLC控制柜、机器人安装底座、输送线系统、平面仓库、操作按钮盒等组成。
A、正确B、错误正确答案：A10、ABB机器人RobotStudio ，在 smart 组件中，lLinearMove是移动一个对象到指定位置。
A、正确B、错误正确答案：B11、视在功率就是有功功率加上无功功率。
A、正确B、错误正确答案：B12、步进电机发生丢步时，实际是转子前进的步数多余脉冲数。
A、正确B、错误正确答案：B13、传感器的灵敏度可以理解为放大倍数。
A、正确B、错误正确答案：A14、视觉获得的感知信息占人对外界感知信息的60% 。
A、正确B、错误正确答案：B15、工具数据tooldata用于描述安装在机器人第六轴上的工具TCP、质量、中心等参数的数据。
A、正确B、错误正确答案：B16、RAPID加速度设定指令AccSet，可用来设定运动轴的加减速与加速度变化的倍率。
水下机器人文献综述
第一章
1.1 水下机器人有关概念
前言
水下机器人是能在水中浮游、具有视觉和感知系统、通过遥控或自主操作的 方式使用机械手及其其他水下作业， 代替人或辅助人去完成某些水下作业的自动 化 装 置 。 依 据 其 控制 方 式 可 分 为 有 缆遥 控 水 下 机 器 人 (Remotely Operated Vehicle，简称 ROV)和无缆自治水下机器人(Autonomous Underwater Vehicle， 简称 AUV)两大类[1]。ROV 作业时间长、数据传输快速可靠、整体决策能力高、 便于回收，但是活动范围受限、电缆缠绕、过于依赖人的控制。而 AUV 活动范围 大、潜水深度深、自身决策能力高，但是能源有限、成本高、设计难度大、风险 高损失大[2]。从集 ROV 与 AUV 两者优点于一体的思路研究，各国学者提出了介 于 ROV 和 AUV 之间的混合型水下机器人。日本海洋科学与技术中心(JAMSTEC)研 制的 UROVTKE[3]、美国研发了“海神”号(Nereus)HROV[4]均属于此类型。目前 我国在此方面也作了研究，提出 ARV(Autonomous&Remotely—operated Vehicl） 新型水下机器人概念，此新型水下机器人具有两种工作模式，既可作为传统的 ROV 使用又可作为 AUV 使用。针对大面积的搜索、探测，它可以像 AUV 一样利用 声纳、摄像机进行自主探索和测绘工作；一旦找到目标，潜器将可迅速转换成一 个 ROV，通过操作人员遥控进行近距离的成像和采样[5]。
《水下机器人》的文献综述
内容摘要
水下机器人依据其控制方式可分为有缆遥控水下机器人(ROV)和无缆自治水 下机器人(AUV)两大类。ROV 和 AUV 各有其优缺点。从集 ROV 和 AUV 两者优点的 思路出发，设计遥控自治水下机器人（ARV）。本文先从水下机器人的有关概、 关键技术、焦点问题出发，然后详细综述了国内外水下机器人的研究现状，对国 内外研究现状存在的的问题进行了分析和讨论， 并对 ARV 原理样提出了简单的设 计方案，最后对今后可进行的研究内容做了展望和总结。 关键词：水下捕捞机器人 ROV AUV ARV
AUV水下机器人运动控制系统设计(李思乐)
中国海洋大学工程学院机械电子工程研究生课程考核论文题目：AUV水下机器人运动控制系统研究报告课程名称：运动控制技术*名：***学号：***********院系：工程学院机电工程系专业：机械电子工程时间：2010-12-26课程成绩：任课老师：谭俊哲AUV水下机器人运动控制系统设计摘要：以主推加舵控制的小型自治水下机器人为研究对象，建立了水下机器人的数学模型并进行了分析。
根据机器人结构的特点，对模型进行了必要的简化。
设计了机器人的运动控制系统。
以成功研制的无缆自治水下机器人(AUV) 为基础，对其航行控制和定位控制方法进行了较详细的分析. 同时介绍了它的推进器布置、控制系统结构、推力分配等方法。
最后展示了它的运行实验结果。
关键词：水下机器人；总体设计方案；运动控制系统；电机仿真1 引言近年来国外水下机器人技术发展迅速，技术水平较高。
其中，具有代表性的产品有：美国Video Ray 公司开发出的Scout、Explorer、Pro 等系列遥控式水下机器人，美国Seabotix公司研发的LBV-ROV 系列，英国AC-CESS 公司的AC-ROV系列。
随着海洋开发、探测的需求越来越强，水下机器人成为全世界研究的热门课题。
小型自治水下机器人具有低成本、小型化、操作灵活等特点成为近年来国内外研究的热点。
自治水下机器人（Autonomous Underwater Vehicles, AUV）,载体采用模块化设计思想, 可根据需要适当增减作业或传感器模块, 载体采用鱼雷状流线外形, 总长约2 m, 外径25 cm, 基本模块包括推进器模块、能源模块、电子舱模块、传感器模块以及GPS、无线电通讯模块, 基本传感器有姿态传感器、高度计、深度计和视觉传感器, 支持光纤通讯, 载体可外挂声学设备, 通过光纤系统进行遥控操作可实现其半自主作业, 也可在预编程指令下实现自主作业。
系统基本模块组成设计如图1-1 所示[1]。
工业机器人技术与应用试题含答案
工业机器人技术与应用试题含答案一、判断题（共100题，每题1分，共100分）1、输出电压波形失真度是指UPS输出波形中谐波分量所占的比率。
常见的波形失真有：削顶、毛刺、畸变等。
失真度越小，对负载可能造成的干扰或破坏就越小。
A、正确B、错误正确答案：A2、示教机器人时先由人驱动操作机，再以示教动作作业，将示教作业程序、位置及其他信息存储起来，然后让机器人重现这些动作。
（）。
A、正确B、错误正确答案：A3、润滑油的粘度越大，则内摩擦阻力越小。
A、正确B、错误正确答案：B4、若双头蜗杆传动中，蜗轮齿数为50，转动速度为28.8r/ min ，则蜗杆的转速为1440r/ min。
A、正确B、错误正确答案：B5、液压泵根据流量是否可调，可分为变量泵和定量泵。
输出流量可根据需要调节，称为变量泵。
输出流量无法调节的称为定量泵。
A、正确B、错误正确答案：A6、机器人关节参考坐标系是用来表示机器人每个独立关节运动的坐标系。
A、正确B、错误正确答案：A7、光电式传感器可以调节检测距离。
A、正确B、错误正确答案：A8、工业机器人系统由四大部分组成:机械系统、驱动系统、控制系统和感知系统。
A、正确B、错误正确答案：A9、手臂解有解的必要条件是串联关节链中的自由度数等于或小于 6 。
A、正确B、错误正确答案：B10、机器人在自动运行状态下，如果运行速度非常低时，其力量不大，可以安全的进行人工配合作业。
A、正确B、错误正确答案：B11、完成某一特定作业时具有多余自由度的机器人称为冗余自由度机器人。
A、正确B、错误正确答案：A12、手臂解有解的必要条件是串联关节链中的自由度数等于或小于 6。
A、正确B、错误正确答案：B13、机器人的自由度数目就是机器人本体上所具有的转轴数目。
（）。
A、正确B、错误正确答案：B14、OB35是定时中断组织块，可以被设定为定时执行。
A、正确B、错误正确答案：A15、对机器人进行示教时,模式旋钮打到示教模式后,外部设备发出的启动信号仍有效。
【国家自然科学基金】_自治水下机器人_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140729
推荐指数 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
2013年 科研热词 自治水下机器人 路径规划 领航-跟随式 附体 避障 运动控制器 虚拟机器人 自适应控制律 自治水下机器人(auv) 自主水下航行器 编队控制 粒子群优化(pso) 移动机器人 移动agent 模糊控制 模拟系统 协同设计 动态环境 动态模型 动力学建模 仿真系统 xml文件 b/s架构 推荐指数 3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1ห้องสมุดไป่ตู้1 1 1 1 1
2011年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
科研热词 迭代滑模 自治水下机器人 神经网络控制 欠驱动自治水下机器人 三维航迹跟踪 l2干扰抑制 路径跟踪 自治水面船 级联系统 欠驱动 曲线参数 增量反馈 地形跟踪 全局指数镇定 光滑时变反馈
推荐指数 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2014年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
科研热词 速度跳变 自治水下机器人 生物启发模型 波浪能 水声通信延迟 水下推进机构 机动浮标 延时扩展卡尔曼滤波 多水下自治机器人 垂荡 反步轨迹跟踪 协同定位
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
研究室介绍
工业控制系统研究室工业控制系统研究室及“工业通信与控制系统”辽宁省重点实验室依托于中国科学阳自动化研究所。
实验室在各级领导的关心和支持下，在全体科研人员的努力下，在业通信与控制系统的应用基础研究、技术攻关和示范应用方面取得了一批有影响的科成果，先后获得了“九五”国家重点科技攻关计划优秀科技成果奖、中国科学院科技进等奖、国家科学技术进步二等奖等奖项。
实验室的主要研究方向是工业控制总线及系统；汽车控制总线及系统；工业无线及传感器网络；工业通信芯片设计及基础平台开发。
实验室的发展目标是紧密结合国经济建设、国家安全和社会发展的需要，开展相关的应用基础研究和技术攻关及示范用的科研工作。
力争把工业通信与控制系统建设成知名的实验室、建设成培养从事工通信与控制系统研究与开发的人才基地。
实验室现有固定科研人员28人，其中工程院院士1人，研究员6人，副研究员8除固定人员外，还有许多流动人员参加本室的研究工作，包括高级访问学者、博士后博士研究生、硕士研究生、客座人员与项目聘用人员。
∙研究领域工业控制总线及系统汽车控制总线及系统工业无线通信及传感器网络工业通信芯片设计及基础平台开发∙科研工作层次应用基础研究技术攻关及示范应用∙应用基础研究通信过程的建模、分析及性能评价方法研究通信协议的分析及制定分布环境下的先进控制方法研究基于无线传感网络的分布自组织行为理论研究∙技术攻关及示范应用基于FF的现场总线控制系统基于CAN总线的汽车控制网络基于Ethernet的工业实时控制协议标准无线传感网络协议的开发及应用新型电动汽车安全总线系统与开发其它基于工业通信的应用系统1、工业通信芯片设计及基础平台开发工业控制系统研究室SoC小组致力于开发具有自主知识产权的工业通信芯片。
So 组成立于2002年，在短短的四年里，SoC小组已完成包括一款SoC系统级芯片在内款芯片的设计工作，目前已全部流片并取得了成功。
SoC小组采用的芯片设计平台依于中国科学院EDA中心，该中心由中科院所属9个研究所共建，中心拥有世界一流规模集成电路设计与验证工具，可从事0.13微米百万门级以上的集成电路设计。
2015年6月中南大学网络教育课程考试《机器人学导论》复习题及参考答案
一、名词解释： 1.自由度 2.机器人工作载荷 3.柔性手 4.制动器失效抱闸 5.机器人运动学 6.机器人动力学 7.虚功原理 8.PWM 驱动 9.电机无自转 10.直流伺服电机的调节特性 11.直流伺服电机的调速精度 12.PID 控制 13.压电元件 14.图像锐化 15.隶属函数 16.BP 网络 17.脱机编程 18.AUV 二、简答题： 1.机器人学主要包含哪些研究内容？ 2.机器人常用的机身和臂部的配置型式有哪些？ 3.拉格朗日运动方程式的一般表示形式与各变量含义？ 4.机器人控制系统的基本单元有哪些？ 5.直流电机的额定值有哪些？ 6.常见的机器人外部传感器有哪些？ 7.简述脉冲回波式超声波传感器的工作原理。 8.机器人视觉的硬件系统由哪些部分组成？ 9.为什么要做图像的预处理？机器视觉常用的预处理步骤有哪些？ 10.请简述模糊控制器的组成及各组成部分的用途。 11.从描述操作命令的角度看，机器人编程语言可分为哪几类？ 12.仿人机器人的关键技术有哪些？ 三、论述题： 1.试论述机器人技术的发展趋势。 2.试论述精度、重复精度与分辨率之间的关系。 3.试论述轮式行走机构和足式行走机构的特点和各自适用的场合。 4.试论述机器人静力学、动力学、运动学的关系。 5.机器人单关节伺服控制中，位置反馈增益和速度反馈增益是如何确定的？ 6.试论述工业机器人的应用准则。 四、计算题： （需写出计算步骤，无计算步骤不能得分） ： T 1.已知点 u 的坐标为[7,3,2] ，对点 u 依次进行如下的变换： （1）绕 z 轴旋转 90°得到点 v； （2）绕 y 轴旋转 90°得到点 w； （3）沿 x 轴平移 4 个单位，再沿 y 轴平移-3 个单位，最后沿 z 轴平移 7 个单位 得到点 t。求 u, v, w, t 各点的齐次坐标。
水下无人机概述
水下无人机概述【摘要】本文就水下无人机（又称水下机器人）的起源、研究现状、关键问题以及未来发展做了较为详细的概述，针对水下无人机的不同分类和应用分析了其关键技术和不同的应用场景，提出了未来技术发展的趋势。
【关键字】水下无人机，机器人，ROV，AUVAbstract:This article overview the different categories and applications for underwater drones (also known as underwater vehicles, UV) about its origin, research works, key issues, and the future development. The key technologies and different application scenarios of UV are analyzed, and the future trend of technological development is also proposed.Keywords: underwater drones, Robot, ROV, AUV1 背景及起源江、河、湖、海的水底世界自古令人神往，同探索太空一样，对水底未知世界的探索一刻也没有停歇，可以说，人类对海洋的了解比对太空的了解还少：12000年前，沉没于大西洋底的亚特兰蒂斯大陆是什么样子?维京海盗在地中海底的宝藏能找到么？有没有大西洋人？北海海底的泰坦尼克还在不在？海里有多少种鱼？到底有没有河伯、龙王？……所有这些都不断激励着人们去探索和求证。
俗话说，眼见为实，但人在水下最多潜到10米左右，不带氧气一般坚持2、3分钟，世界纪录也才不过是15分58秒，无器具潜水最深的世界纪录是澳大利亚人Herbert Nitsch创造的214米，这已经是人类的极限了。
因此，为了在时间和空间上拓展人类在水下的能力，需要借助护甲（如潜水衣、潜艇），和替身（无人深潜器、水下无人机），而守护流动的国土，水下资源的勘探，水下生态的研究，都离不开对应的手段和工具，这是国家战略的需要，也是国家科技水平的体现，毫无疑问，在海洋开发和末来战争中，水下无人机起着举足轻重的作用。
水下机器人文献综述
1.2 发展水下机器人的必要性
在浩渺的海洋中拥有丰富的生物资源、矿物资源、海洋能源和广阔的海洋 空间。海洋资源的开发和利用对人类未来的生存和发展将具有十分重要的意义， 海洋领域之探索将成为必然的发展趋势[6]。而水下机器人是海洋开发的重要工 具。
1.3 《水下机器人》文献综述目的
通过翻阅这些参考资料和文献，初步了解了国内外水下捕捞机器人的发展 现状、 设计形式和设计方案。然后自主研制出具有自主知识产权的多功能新型水 下机器人系统，该系统具有流线型结构，通过自身的六个推进器相互配合，完成 水下各个方向的运动。
第二章
2.1 国内外研究现状
主体部分
ROV 是远程无人有缆的遥控操作潜器，通过一根电缆和水面船连接从而获得 能源，控制命令并进行通讯。 ROV 的雏形是几个美国人想要观察神秘的海底世 界，于是在上世纪 50 年代，他们将普通摄像机密封在防水壳体内将摄像机送入 了海底， 形成了第一代第一个浮游式有缆水下机器人呢。世界上真正意义上的第 一个 ROV 是 1960 年美国研制的“CURV”。1966 年 1 月美国利用“CURV”在大西 洋西班牙外海打捞起一颗因轰炸机失事失落的氢弹， 氢弹的成功打捞引起了全世 界的极大轰动，从此人们开始重视 ROV 技术的研究[15]。 “RCV-125”——世界上第一个商业化的 ROV,于 1975 年问世。“RCV-125” 属于观察型 ROV，因为外形像一只球，所以又称作“眼球”。“眼球”首先被应 用在了北海油田和墨西哥湾[11]。“RCV-150”型 ROV 是在“RCV-125”的基础上 由 Hydro Produets 公司在 1978 年到 1980 年设计改装出来的（图 1- 1） 。RCV-150 最大下潜深度可达 914m，拥有四个推进器，可用于水下管道连接，还可以为水 下钻井提供帮助