水下机器人ROV
深海探测中的水下机器人技术
深海探测中的水下机器人技术随着科技的不断发展，人类对地球深海的探索也愈发深入。
深海是指离海底1000米以上的海域，而现代人类已能够利用水下机器人技术深入探索这些地区。
水下机器人是一种通过遥控或自主控制操作的无人机器人，最初设计用来探测海洋深处，后来被广泛应用在科学研究、资源勘探、海洋工程、救援和军事等领域，成为深海探索和开发的重要工具。
一、水下机器人的种类及特点目前，水下机器人广泛应用的主要有两类：一类是遥控水下机器人，另一类是自主水下机器人。
遥控水下机器人又称作ROV （Remotely Operated Vehicle),是指通过操纵绳或者光缆，将地面或船上的操纵控制器连接到水底的机器人，实现对水下机器人的遥控工作。
自主水下机器人则采用自主控制技术，不需要通过操纵绳或者光缆与地面或船上的控制中心实现通讯。
此外，水下机器人的种类还包括潜水器、随动浮标和海洋滑翔机等多种类别。
自主水下机器人具有自主行动、自主避障和自主拍照等特点，一般由机身、传感器、数据采集和处理系统、动力系统和通信系统等部分构成。
机身是水下机器人的核心部分，一般由外壳、电机、控制器等构成。
传感器用于采集海洋环境信息，包括声纳、氧气计、PH计等。
数据采集和处理系统用于收集机体各种传感器的数据信息并进行处理，一般包括摄影系统、声学散射计等。
动力系统主要使用蓄电池、燃料电池、液压等不同方式。
通讯系统主要使用无线电、光纤等方式，包括数据传输和视频传输。
二、水下机器人在深海探测中的应用水下机器人广泛应用于深海探索和开发领域，已成为深海探索最重要的工具之一。
水下机器人可以实现对海底矿物资源的勘探，比如锰结壳、硫化物、碳酸盐岩等矿产，随着科技的发展，水下机器人的应用范围也在不断扩大。
下面我们介绍几个典型的应用领域：1. 矿物资源勘探当前，全球海底洋脊上的锰结壳、硫化物矿床、碳酸盐岩等海底矿产已成为短缺资源的重要替代品。
深海是一处不同寻常的资源库，而只有通过水下机器人技术，才能够实现深海矿物资源的勘探和开采。
水下机器人(ROV)在海底管道施工中的应用
水下机器人（ROV）在海底管道施工中的应用近海海底管道铺设完成之后，出于安全因素的考虑，一般需进行后挖沟作业。
主要利用挖沟机匀速在海管上方行进，通过喷射或吸泥的作业方式，将海管下方的泥砂排出，形成坑洞；长时间持续作业后，形成具有一定深度、长度的海沟，海管受到重力影响而沉入沟中，使海管不会裸露在海床上，从而达到保护海管免受渔网、船锚钩拽的影响。
此外，在地质环境恶劣的海域，海管挖沟可以减轻环境侵蚀对于海管的破坏，如冷热变化对海管应力的影响；海浪和砂波的运动造成海管的悬跨等。
在海管后挖沟施工中，ROV（Remotely Operated Vehicle，即水下机器人）担任作业预调查、作业时障碍物清理、作业后调查等任务，对于海管后挖沟的质量保证以及突发应急状况的处理起着十分重要的作用。
本文通过ROV在海底管道后挖沟中的具体应用，对ROV 的设备参数、ROV利用摄像头、声纳以及TSS440等设备进行海管调查工作做了详细阐述，并对每种调查方式的优缺点进行了比较，同时也对海底管道后挖沟施工工艺进行了简单描述。
对于今后使用ROV进行海管后挖沟作业，具有一定的参考意义。
一、海管后挖沟方法常用的挖沟方法主要有3种类型：即机械挖沟法、水利挖沟法、机械和水利结合挖沟法。
水利挖沟法是我国较常采用的挖沟方法，也称射、排成沟法，即用高压泵，水流由装在滑靴上的高压射水喷头射出。
滑靴装有转轴，可以根据需要调整角度。
高压射水破土，将海底的泥土液化，再用高压排泥泵将液化了的泥土排走，从而形成管沟。
水利挖沟装置的牵引方式与机械挖沟法基本相同，但是动力源放在拖轮、驳船或铺管船上。
此方法适合海底管道路周围地质情况比较复杂的施工环境。
采用DP作业船支持海管后挖沟的一般步骤：（一）造坡作业造坡作业的目的是形成坡形过渡，防止海管变形折断。
造坡作业在起始端和管线尾端都需要。
施工船舶驶抵挖沟起始点附近，并对船舶DP(Dynamically positioned)性能进行测试（6小时常规测试），确保施工船舶DP模式下运行稳定后，利用已铺设海管实际路由，开始进行挖沟作业。
遥控水下机器人(ROV)海底资料可视化模型构建
遥控水下机器人(ROV)海底资料可视化模型构建海底地形是海洋地质学、海洋地球物理学、物理海洋学和海洋生物学等研究的基础资料。
海底地形的复杂性是影响海洋要素分布的重要因素之一，也是海洋海流呈现多样化的重要原因,也影响到了海洋水团的来源和性质;另外，对海洋资源的数量及多样性也有重要影响;对海洋沉积物类型的空间分布及厚度影响更为直接形象。
海底地形测量及可视化是地形数据解释的关键，海底视像调查是海底地形观测的重要技术手段。
采用ROV（Remotely Operated Vehicles,）进行海底地形视像观测，是一种极高效率的可视化工具，通过R0V获取的大量视频和图像资料，有极大的数据挖掘潜力。
本文介绍了R0V视像调查工作手段，评述了一种基于工业软件的数据处理流程，并详细阐述了利用R0V的视频和图像资料生成3D可视模型的处理方法，该方法将为海洋地质调查提供一种全新的可视化海底地形探测手段。
一、研究背景目前有多种形式的海底地形测量方法，其中海底视像调查已经被广泛地应用于各种各样的海洋科学研究中包，从而成为重要的海底地形测量方法之一。
海底视像调査是利用水下摄影设备对海底目标或局部地形进行的直接可视化的测量工作,目的是确定海底摄影目标的形状、大小、位置和性质，或局部地形的起伏状态。
水下机器人（ROV （Remotely Operated Vehicle,以下简称ROV）,是一种具有智能功能的水下遥控潜水器。
ROV可以通过配置摄像头和多功能机械手,携带具有多种用途和功能的声学探测仪器以及专业工具进行各种复杂的水下作业任务。
其中利用ROV 录像探测海底信息并对海底目标物进行直接目视观测被认为是ROV的重要作业手段之—。
传统上使用的ROV大多应用于可视观测、携带特定传感器作业以及回收实体样品等精细调查。
当需要高精度定位取样时,样品釆集经常依赖于水下定位系统提供的目标位置和摄像机实时传输的视像信息。
由于R0V是定点作业，釆集的视像信息范围有限，如果不对作业区提前进行全面的调査,研究人员则没有把握在科学或工程上最相关的区域进行观测或取样。
H300ROV水下机器人指标资料
●H300ROV水下机器人指标资料1.系统规格水下运载器部分：⏹性能：三轴运动，满载静水中前进速度3节；⏹作业深度：300米；⏹尺寸：80×60×47cm（长，宽，高）；⏹重量：65Kg（空气中），不包含选件；⏹制作材料：压缩聚丙烯框架，316L不锈钢支干；⏹推进器：4个，两个做水平运动，一个做垂直运动，一个做横向运动；⏹自动航向精度：±1%量程；⏹自动水深精度：0.1%量程；⏹搭载能力：15.5公斤；光学成像设备配置：⏹低光导航TV 摄像机(黑白)–置于H300顶上端⏹静画TV 相机VSPN 303✧3倍变焦；✧同步闪光；✧自动对焦；✧可控快门；美国DIDSON双频识别声纳；⏹高频模式✧作业频率：1.8 MHz✧波束宽(双向)：0.5 度水平x 13 度垂直✧波束：96✧作用范围：1 - 15 米⏹低频模式✧作业频率：1.1 MHz✧波束宽(双向)：0.3 度水平x 13 度垂直✧波束：48✧作用范围：1 – 40 米⏹双频模式✧最大图像显示速度：5–21 幅/秒✧视角：29 度✧调焦：自1 米至最大作业距离✧电池支持时间：2.5 小时✧空气中重量：7.7 公斤✧电池空气中重量：2 公斤✧声纳尺寸：43(包含13 厘米手把) x 20 x 17 厘米✧电池盒尺寸：18 x 13 厘米直径✧作业深度：90 米✧能耗：30W（***********）液压机械臂：⏹180 度旋转⏹80巴压力之下的转矩8Nm⏹80巴压力之下举重10 公斤⏹钳夹旋转180 度⏹可切割绳索⏹材料：高密度聚乙烯，不锈钢叉钳；⏹尺寸：长55.3 厘米，高为9.7 厘米，宽23.2 厘米ROV水下系链电缆：⏹直径：19.5 毫米+/-1 毫米⏹密度：0.99⏹强度：800 daN⏹动态弯曲半径：> 30 厘米⏹静态弯曲半径：>16 厘米ROV水面操纵器：⏹设置相机各类参数，摄像状况，电控快门，亮度调节；⏹启动，显示自动航向，自动水深（包含航迹指示、旋转次数指示）；⏹操纵数字静画相机拍摄；⏹在硬盘上存储相片；⏹启动图像旁注（短文，日期，时间，航向/深度）；⏹系统自检状况（电源状况，自动量测传感器内部温度，湿度，进水报警）；⏹操纵灯光（开，关，亮度）；⏹从相机选取摄像信号（水底搜索情况/ROV潜行状况/静画相片）；⏹显示摄像图像，导航参数，电流，电压，错误信号；⏹操纵器尺寸：64 厘米x 56 厘米x 63 厘米⏹重量：40 公斤⏹外壳材料：聚酯，耐撞，不易破裂，按照IP25 国防标准ROV手持操纵盒：⏹由4 个操纵杆操纵ROV 的运动，操纵垂直稳固⏹同时有一个操控云台的POV(视点)装置，操纵摇动/倾斜摄像⏹相机选择，照明强度操纵⏹调控彩色TV 相机（图像缩放、对焦）ROV电源箱：⏹电源输入：230 V AC/ 50 或者60 Hz/ 3 K V A⏹电源输出：400 V AC/6.25 A 内置防高压、超光度及漏电保护装置⏹耗电：3500 V A⏹重量：82 公斤，带把手，方便搬运⏹电源箱尺寸：60 厘米x 60 厘米x 40 厘米(长、宽、高)⏹保护：符合IP25 国际标准⏹操作温度：0 至50℃⏹储存温度：-10 至+60℃TrackLink 1500 MA水下定位系统：1500MA 水面收发机⏹系统定位精度：优于2.5米；⏹方位定位精度：1度(优于斜距之2%)⏹斜距精度：0.20 米⏹可跟踪目标：16 个⏹作业频率：31 至43.2 kHz⏹作业波宽：120 至150 度⏹传输耗电：10 W⏹接收耗电：1.6 W⏹有船只噪声时作业距离：使用TN1505B 应答器1000 米⏹收发机尺寸：12 . 6 厘米(直径) x 24 厘米；⏹重量：3.5 公斤TN1505B 水下应答器：⏹尺寸：30 厘米x 6.4 厘米(直径)⏹内置电池存储时间：3 年(AA 锂电池)⏹内置电池可运行时间：1 年⏹连续应答时间：8 至10 小时⏹重量：0.86 公斤(在水中)；1.77 公斤(空气中)⏹输入电压：18 至24 VROV导航软件Qinsy：要紧功能有：⏹设备连接；⏹坐标转换与设置；⏹计划测线布置；⏹数据记录与回放；数据编辑；四、光学设备●Trimble DiNi12电子水准仪（美国Trimble公司）Trimble的DiNi12电子水准仪是世界上精度最高的数字水准仪（DS1水准），可全自动平差，可实现无纸化作业，自动出报表。
无人有缆遥控水下机器人ROV( Remote Operated Vehicles)研究综述
无人有缆遥控水下机器人ROV（Remote OperatedVehicles）研究综述摘要：无人有缆水下机器人ROV，是一种工作于水下的极限作业机器人，是海洋开发和水下作业的重要工具。
本文简要回顾了无人有缆遥控水下机器人ROV的发展历史，概述了各国在ROV领域的研究成果，以及ROV在各个行业的应用和发展趋势。
关键词：无人有缆，机器人，ROV一、引言21世纪是人类向海洋进军的世纪。
深海作为人类尚未开发的宝地和高技术领域之一，已经成为各国的重要战略目标，也是近几年国际上竞争的焦点之一。
水下机器人作为一种高技术手段在海洋开发和利用领域的重要性不亚于宇宙火箭在探索宇宙空间中的作用。
本文将对无人有缆遥控水下机器人ROV研究开发现状和发展趋势作一综述。
二、简介无人遥控潜水器（Remote Operated Vehicles,ROV），也称水下机器人。
一种工作于水下的极限作业机器人，能潜入水中代替人完成某些操作,又称潜水器。
水下环境恶劣危险,人的潜水深度有限，所以水下机器人已成为开发海洋的重要工具。
它的工作方式是由水面母船上的工作人员，通过连接潜水器的脐带提供动力，操纵或控制潜水器，通过水下电视、声呐等专用设备进行观察，还能通过机械手，进行水下作业。
无人遥控潜水器主要有，有缆遥控潜水器和无缆遥控潜水器两种，其中有缆遥控潜水器又分为水中自航式、拖航式和能在海底结构物上爬行式三种。
无人遥控潜水器的发展非常迅速，从1953年第一艘无人遥控潜水器问世，到1974年的20年里，全世界共研制了20艘。
特别是l974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。
到1981年，无人遥控潜水器发展到了400余艘，其中90％以上是直接，或间接为海洋石油开采业服务的。
1988年，无人遥控潜水器又得到长足发展，猛增到958艘，比1981年增加了110％。
这个时期增加的潜水器多数为有缆遥控潜水器，大约为800艘上下，其中420余艘是直接为海上池气开采用的。
rov的设计流程
rov的设计流程ROV（Remotely Operated Vehicle）即远程操作车，是一种通过遥控操作的水下机器人。
ROV 的设计流程主要包括需求分析、概念设计、详细设计、制造和测试。
下面是对ROV设计流程的详细解释和相关参考内容。
1. 需求分析需求分析阶段是确定ROV设计目标和技术要求的阶段。
在这个阶段，设计团队需要与用户和相关利益相关者沟通，了解他们的需求和期望。
一些参考内容包括：- 分析ROV的使用环境，例如水下深度、水质、温度等。
- 确定ROV的任务，例如科学研究、海底作业、搜救等。
- 确定ROV的设计要求，例如运动性能、携带能力等。
- 调查市场上现有的ROV产品和技术。
2. 概念设计概念设计阶段是根据需求分析，生成初步的ROV设计方案的阶段。
在这个阶段，设计团队需要进行创意工作，考虑不同的设计方案，并评估其可行性和优劣势。
一些参考内容包括：- 绘制概念草图和故事板，用于表达设计理念。
- 进行初步的工程分析，例如质量估算、动力需求等。
- 进行模型和模拟分析，例如通过计算机辅助设计软件进行流体力学分析。
3. 详细设计详细设计阶段是在概念设计的基础上，进行具体细节设计的阶段。
在这个阶段，设计团队需要确定ROV的具体结构、组件和系统，并进行详细的工程计算和分析。
一些参考内容包括：- 设计ROV的结构和外形。
- 选择和设计关键组件，例如控制系统、动力系统、传感器等。
- 进行工程计算，例如强度计算、浮力计算等。
- 绘制详细的工程图纸和装配图。
4. 制造制造阶段是根据详细设计，制造ROV的物理实体的阶段。
在这个阶段，设计团队需要选择合适的材料和制造工艺，并进行零部件和总装的制造。
一些参考内容包括：- 选择适用的材料和加工工艺，例如玻璃纤维、碳纤维、3D打印等。
- 制造和装配ROV的机械结构和外壳。
- 安装和调试ROV的动力系统、控制系统和传感器。
5. 测试测试阶段是验证ROV设计性能和功能的阶段。
ROV综述
器“海沟号”。“海沟号”潜水器由工
作母船进行控制操作，可以较长时间进
行深海调查。它曾创下世界潜水深度纪录、
为太平洋地区地震和人类医药领域作出巨大
贡献 ，但是该潜水器于2003年在太平洋水
域神秘失踪，至今未曾发现。
“海沟号”潜水器
-
• 2、欧洲
•
在无人有缆潜水技术方面，根据欧洲尤里卡计划，英国、意大利将联合
潜水器、无缆潜水器）在海洋调查、海洋石油开发、救捞等方面发挥了较大
的作用。
-
• 3、第三阶段
•
1985年，潜水器又进入一个新的发展时期。80年代以来,中国也开展了水
下机器人的研究和开发,研制出“海人”1号(CR-1)水下机器人,成功地进行水
下实验。目前我国比较先进的无人有缆水下机器人是“海龙号”深海机器人，
1988年，无人遥控潜水 器又得到长足发展，猛增到 958艘，比1981年增加了110 ％。这个时期增加的潜水器 多数为有缆遥控潜水器，大 约为800艘上下，其中420余 艘是直接为海上池气开采用 的。
-
二、历史发展
• 1、第一阶段
•
从1953年至1974年为第一阶段，主要进行潜水器的研制和早期的开发工
它是目前我国下潜深度最大、功能最强的无人遥控潜水器（ROV）。
↑
“海人一号”水下机器人
“海龙号”深海机器人→
-
三、各国研究概况
• 1、日本
•
1987年，日本海洋科技中心研究成功
深海无人遥控潜水器“海豚3K”号，可下潜
3300米。1988年，该技术中心配合“深
海6500”号载人潜水器进行深海调查作
业的需要，建造了万米级无人遥控潜水
我国第一个ROV——“海人一 号”ROV，“海人一号”是我 国独立自主研发的第一台大型
水下机器人的分类
水下机器人的分类水下机器人是一种能够在水中进行活动和工作的机器人，具有各种不同的用途和特点。
根据其功能和特点，可以将水下机器人分为以下几类：1.深海机器人深海机器人是一种能够在深海环境中进行工作和探索的机器人。
它们能够承受极高的水压，同时具有相应的探测和采集能力。
深海机器人包括深潜机器人和ROV （Remotely Operated Vehicle）机器人。
深潜机器人有着更高的自主性和可扩展性，能够完成更加复杂的任务，比如进行科学探测、执行维护任务、进行勘探和采集等。
ROV机器人则通常需要由潜水员远程操作来完成任务，比如进行海底施工、进行海底勘探、响应事故和紧急救援等。
2.水下作业机器人水下作业机器人主要用于海洋工程，能够执行各种需要在水下进行的任务，比如进行海底管道维修、进行海底设备安装、进行水下切割和焊接等。
水下作业机器人通常分为两类，一类是缆索式机器人，用缆索将其与操作柜台连接；一类是自主机器人，可以进行自主行动和工作。
3.潜水机器人潜水机器人是一种能够在水下进行探测、采集、拍摄等任务的机器人。
潜水机器人通常采用电池和燃料电池，能够在水下进行较长时间的操作。
潜水机器人通常分为两种，一种是自主机器人，能够对周围环境做出反应，进行自主移动、探测和拍摄等任务；另一种是远程操控机器人，通过操控器和通讯设备与控制终端进行通讯，实现在水下执行任务。
4.水下机器人器材分类水下机器人在进行各种任务时，还需要搭载不同的器材和传感器，以便实现更加复杂的任务。
这些器材和传感器通常包括摄像头、水下激光仪、声纳、水下定位仪、探测器等。
总之，水下机器人在海洋科学和工程领域中有着广泛的应用前景，可以为人类探索和利用深海等水下领域带来更多的可能性。
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3.4.2 典型有缆遥控水下机器人介绍
(1) 海人一号
“海人一号”是我国自主研究的第一台水下机器人，由中科院沈阳 自动化所与上海交通大学等单位于1980年开始研制，为我国水下机 器人的起步和发展奠定了基础。图3-8是 "海人一号"有缆遥控水下 机器人的照片。
(2)RECON-IV-SIA
1985年沈阳自动化研究所与美国PERRY公司合作并引迸生产技 术，生产了RECON-IV-SIA中型水下机器人。RECON-TV-SIA是一 个典型的有缆遥控水下机器人实用化产品，它已在我国多项海洋石 油、水下工程等项目中应用。
（6）破碎锤 破碎锤属于旋转运动型水下工具，具有直线冲击的性能。破碎 锤通过装在旋转马达上的凸轮去顶起带有负载锤头的弹簧，然后再 放松，这样能量就集中在每一次冲击之中。因破碎机构靠一凸轮操 纵，液压马达只能顺时针转动，为防止液压马达反转，液压回路申 装有止回阀。驱动破碎锤的动力执行元件与冲击扳手使用的相同。
(2) 控制系统 有缆遥控水下机器人的控制系统通常由水面控制、水下控 制、信息采集、信号传输、执行机构控制等儿个部分组成。 (3) 传感器 a· 监视系统 主要指用于水下机器人水下 搜索和水下观察的设备，一般包括有水下 摄像机、云台及照明、成像声纳、声学和 磁学定位系统等。
b· 监控系统 主要指介人水下机器人 运动控制和保障系统正常运行所需 要的传感设备，一般包括有深度计、 高度计、方向罗盘、温度、压力、 电压电流等。
(5)中继器系统
中继器 (TMS)是有缆遥控水下机器人系统的重要设备之一。为 保持水下机器人本体在水下具有良好的动作灵活性、运动平稳性和 可操作控制性，在本体与吊放系统之间设置中继器。中继器直接由 皑装主缆吊放，在中继器与潜水器之间由具有中性浮力的系缆连接， 这样既消除皑装主缆、母船的升沉、纵倾和横摇等对它的影响，也 减少了本体推进系统所需功率，充分地发挥其本身的最大效率。
水下机械手为了有效地进行多样的水下作业，一般应具有4或5 个自由度并外加一个夹持功能。为减少水下机器人的体积和重量， 水下机械手应采取轻量化设计，大量采用铝合金材料。机械手各关 节需要可靠的密封，运转灵活。
通常的作业型潜水器的前端一般都装有两个机械手:一只手较 灵活，作业精度高，自由度相对多些;而另一只手较简单，但臂力 大，能可靠地实施机器人水下悬浮作业的定位功能，并可兼顾部分 作业任务。 水下机械手按操作方式一般可分成主从式和开关式。 主从式机械手是把水下机械手当作从动手，另设一 个与从动手自由度配置相同、尺寸成一定比例关系 的主动手，操作者操动主动手。
c.吊放系统 用以投放、回收中继器和潜水器。吊放系 统通常采用门形结构、液压驱动，并设有 消摆机构和脐带电缆的储存。
用于潜水器和中继器之间机械软连接及能源馈送和信息 传输。系缆套穿浮力材料以使其在水中为零浮力，从而 减小水流阻力对本体的干扰。 d. 系缆
在吊放架与中继器之间完成机械软连接、能源输送、 信息传输的作用。它是钢丝皑装结构，以便同时起 到吊放钢缆的作用，
(3)金鱼号
金鱼号轻型水下机器人是由中科院沈阳自动化所开发的一个低 成本的小型观察型有缆遥控水下机器人，可广泛应用在内湖地区的 水下观测和检查。
(4) HD系列水下机器人
HD系列水下机器人是一种适合在各种水域，尤其是在大深度高 海流环境中使用的水下机器人。它能进行多方向自由运动，可 配有近、中距离声纳和电视、高精度水下大地定位系统、多种 水下作业机械手。 速度快、潜水大、抗流工作能力强、 操纵控制方便、自动航向及深度保持 主要特点： 等特点
剪切器主要由液压油缸、固定刀、切割刀、安装座等组成 (见 图3-5)。剪切器通过安装座安装在水下机械手上或潜水器底架上。 切割刀在油缸的活塞杆带动下做伸出运动时，必须保证切割刀与固 定刀平行，为此在剪切器上设有导轨结构。
（3）水下清洗刷 由于水下设施的表面很容易生长海生物或产生锈蚀，所以在进 行大部分水下施工作业之前，都需要对其表面预先进行清洁处理。 例如在进行水下喷漆、焊接等作业之前，需要将作业部分的表面清 洁干净;特别是在安装、更换牺牲阳极的作业前，要求水下设施的 金属结构与牺牲阳极间接触良好，这就需要将该处金属结构的表面 彻底清刷干净。
AUV可分为预 编程型和智能型 智能型AUV则具有在未知环境申建立环境模型、 根据模型重新决策和规划的能力。这种机器人比 较复杂，是当前学术界研究的重点。
ROV控制
预编程型AUV控制
智能型AUV控制
3.4 有缆遥控水下机器人 3.4.1 系统组成
有缆遥控水下机器人通常由水下潜水器本体、 中继器、零浮力脐带缆、水上吊放系统、绞车系统、 铠装脐带缆、控制系统和动力系统组成
e.皑装主缆 在运动载体上安装摄像机、成像声纳，构成载 体的基本系统。在需要作业时，可再加装1--2 水下机械手和多种水下作业工具。
f.观察作业设备
g. 控制间
内放控制台及供电设备，简单维修设备等。它是水 下载体的驾驶、监视、操作、指挥中心。 a. 潜水器 b.中继器
水 下 机 器 人 本 体
c.吊放系统 d. 系缆 e.皑装主缆 f.观察作业设备 g. 控制间
水下控制设备
脐带电缆
ROV控制系统由
航行控制系统、导航定位系统、 信息采集系统、观察系统、作业 设备控制系统、水面支持设备控 制系统、电缆等构成
目前，随着计算机技术在ROV中的广泛应用，人们将采 用更新型技术，如多媒体技术、临场感技术以及虚拟现实技术， 更形象化地实现对ROV的控制。 任何事物总是一分为二的，ROV的脐带电缆是一个不利因 素，它约束了ROV的活动范围，增加了水面设备的成本，在复 杂环境中尤其迸入复杂结构内部将危害着ROV的安全，因而解 脱这种束缚是各国水下机器人专家追求的目标，这就是自治水 下机器人AUV技术得以发展的理由。
（2）砂轮锯
砂轮锯 (见图3-7)属于旋转运动型水下工具，既可用于切割 金属链、金属棒，也可用于切割混凝土、橡胶、塑料等非金属。 同时砂轮锯也可以对水下构件表面进行打磨。在切割混合材料时， 砂轮锯尤其具有很大的价值，例如对于钢芯橡胶，它能一次完成 对两种材料的切割。
（5）冲击搬手
冲击扳手也称为液压套筒扳手，属于旋转运动型水下工具。冲 击扳手的工作原理是采用小而稳定的转矩或反作用力，并在短距离 的冲击中把它们施加到输出轴上。在冲击扳手上装有可快速更换的 卡盘，以适应不同外形尺寸的螺栓和螺母。
3.1.5 水下机器人关键技术 ①能源技术 ②精确定位技术
③零可见度导航技术
④材料技术
⑤作业技术
⑥声学技术 ⑦智能技术
⑧回收技术
3.2 水下机器人结构 ①载体结构特点 ②推进模式
③动力供给
④ 密封及耐压 ⑤ 防腐技术 3.3 水下机器人控制 3.3.1 控制基本类型 遥控型水下机器人 自治型水下机器人 监控型水下机器人 3.3.2 控制方法 底层控制 高层控制
对吊放系统的要求是
(7)作业工具系统
ROV在救助打捞作业中可完成的具体任务为水下搜索、水下观 察、清除水下障碍、带缆挂钩、水下切割、水下清洗、水下打孔和 水下连接等。
水下搜索和水下观察主要由ROV所携带的水下摄像机和声纳设 备完成。具体的水下作业工具系统由通用水下工具和专用水下工具 组成。
（1）水下机械手
（2）剪切器
剪切器是直线运动型水下工具的代表，其工作原理是借助于动 力驱动系统产生足够大的推力，推动平行移动的剪切刀片来剪断各 种水下电缆和钢丝绳。剪切器一般应能剪断直径25·4mm以内的各种 电缆和钢缆。剪切器切断钢缆的能力除受液压油缸的缸径和液压油 源的压力限制外，还与切割刀的刃口尺寸、切割刀的材料及材料的 热处理状态有关。
(4)动力及通讯 传输系统 a· 动力系统 为水下机器人水 上设备 (水面控制单元、控制 间、维修间、水面设备)和水 下设备 (中继器、水下机器人 本体)提供动力分配及保护措 施，所有电气设备都需满足 船用电气设备的规范要求。
b· 通讯系统 为水下机器人系统 的各个工作站点 (控制间、水面 设备、船长室)提供有线或无线 的通讯联系。
3·3·3 控制系统结构及发展
有缆水下机器人和无绳水下机器人的控制技术既有相同之处， 也有不同之处，但两者的控制机理是相同的。从控制系统结构的角 度来看，它们的底层控制相同，只是高层控制有所不同。 有缆水下机器人 (ROV)控制系统的设备大体上可以分为三部分:
水上控制设备 水上控制设备的功能是监视和 操作水下载体，并向水下载体 提供所需的动力 水下控制设备的功能则是执行水面 的命令，产生需要的运动以完成给 定的作业使命 脐带电缆用来传递信息 和输送动力
(1)水下机器人本体 a. 潜水器 潜水器是携带观察和作业工具设备的运动载体。在开式框 架结构件上方的浮力块，保证潜水器全负荷时水中浮力基本为 零; 在水平、侧向和垂直方向都装有推进器，从而可实现三维 空间的运动。框架前部或必要的地方安置云台，在其上装有电 视摄像机和照明灯。 成像声纳、罗盘、深度压力 常规的传感器包括： 传感器、高度计等。 水下电子单元包括： 水下计算机、驱动器、控制模块， 安装在常压的密封仓内。
应用
水下搜索、探测、大坝 勘测、考古、工程作业、 打捞救助、海底地质地 貌勘测等领域
HD1型技术性能指标： 最大工作水深:300m 最大水平速度:7.5kn 抗流工作能力: 3～4kn 机动性: 三维 续航性: 4h(自供电) 探测距离: 100m 识别距离: 50m 外形尺寸（长×宽×高）: 3.14×1.2×0.8m 重量: 700Kg
AUV的控制问Байду номын сангаас涉及到许多方面
如机器视觉、环境建模、决策规划、回 避障碍、路径规划、故障诊断、坐标变 换、动力学计算、多变量控制、导航、 通讯、多传感器信息融合以及包容上述 内容的计算机体系结构等 AUV可分为预 编程型和智能型
预编程型是指AUV在完成使 命的过程中完全执行预定的程序， 在机器人下水前，操作人员根据 使命需求，采用专门的语言编制 使命程序，并将使命程序下装到 机器人上的控制计算机中