水下机器人作业机械手的研究与发展

水下作业机械手是水下机器人核心组成部分,研究第二、第三代水下机械手技术是水下机器人的重要课题.本文仅就水下作业机械手当前的发展状态、设计原则及智能化技术的研究提出有关看法,仅供研究水下机械手课题展开讨论.     

面向作业任务的AUV用自主式机械手结构设计

论述了研制的自主作业水下机械手的总体、结构设计特点和主要性能技术指标.机械手装备于自主式潜水器(AUV)上,具有五个自由度,直流力矩电机驱动,最大作业水深为100m.机械手具有结构轻巧、运动传递精确、手爪可更换和被动柔顺功能等特点.可在计算机控制下面向对象自主作业.讨论了机械手的运动学计算、计算机仿真和调试试验情况.     

深水湿法焊接气孔问题研究

根据水下湿法焊条在压力舱内焊接的试验结果，讨论了焊接水深(10～80m)对焊缝金属气孔生成的影响。指出：水下湿法焊接由于焊接冶金及熔池结晶的特殊性，容易生产内气孔．而外气孔则当水深增加至较深的深度时(一般为60m)才开始出现，且内外气孔数量均随水深的增加而增加；通过研究气孔数量随焊缝金属残余氢含量及氧含量变化的趋势，推断出水下湿法焊接气孔主要属于氢气孔。     

以ROV为载体的海洋平台FMD检测技术

在海洋平台水下检测中,通常水深大于50m的作业由于空气潜水无法到达而由ROV来承担;FMD探测是利用超声波原理对平台导管架杆件进行进水探测的先进水下检测技术。本文以海油工程承担的崖城13-1平台水下检测项目为例,对ROV及FMD探测技术进行分析介绍。     

基于GPS技术的航道水下地形测量研究

本文基于笔者长期从事水下地形测量的相关工作经验,研究探讨了GPS技术在水下地形测量中应用,笔者首先详细阐述了GPS水下地形测量的原理及水下地形测量控制网测量方案,而后基于长期的项目实践给出了具体的作业流程,最后概述了水下地形测量结果的验证方法,全文既是来自于多个项目的技术总结,同时笔者也进行了一定的理论提炼,相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。     

多AUV水下协作搜索研究现状与展望

随着各国对海洋研究的不断深入，海上作业越来越频繁，作为探索海洋的重要工具，自治水下机器人（autonomous underwater vehicle，AUV）在海事搜索方面的发展也越来越受到关注。多AUV协作搜索控制作为多AUV研究的主要方向之一，在促进海洋科学与工程技术进步、海洋资源探测与开发、国家海防安全与海洋战略实施等方面有着十分重要的意义。首先，综述了近些年来多AUV协作搜索控制的国内外研究现状；然后，从AUV自身和环境的外界约束，以及海洋探测等方面，分析了多AUV水下协作搜索控制研究所面临的技术难点和存在的问题；最后，通过分析当前多AUV协作搜索控制的进展和实际需要，对多AUV协作搜索系统的发展趋势进行了探讨。     

水下固体壁面湍流边界层流场测试方法

基于热线测速技术，研究了水下固体壁面湍流边界层流场的精确测试方法，并从稳定低速流实现、探针杆密封及探针测距等方面给出了提高测试水平的可行措施.搭建起一套重力式低速水槽系统，实现了0~1.0 m/s水速范围内连续可调的稳定流场，其中心湍流度低于2.5%；采用探针杆密封滑筒和双组密封套等部件，实现3 m水头下的动密封；基于光学经纬仪角度测量原理，总结出一种微距的精确测量方法，其测量误差小于0.3%；采用普朗特 尼库拉兹公式计算摩擦系数，替代了壁面摩擦系数的实验测量.测试结果表明，该套测试方法能准确测得水下湍流边界层的流场分布，具备用于水下固体壁面边界层流场测试的能力.
     

水下作业机械手遥操作实验系统的研究

水下机器人在恶劣的工作条件下作业,对其采脾先进的控制技术具有十分重要的意义。针对SI－WR－Ⅱ水下机械手样机,开展了主从遥操作控制系统的研究,并实现了基于操纵杆的控制。     

水下作业机械灵巧手接触力控制方案的研究

基于水下精细作业任务需求,阐述了手爪关节驱动形式的选择过程,满足水下作业灵巧手体积小、效率高、负荷大、结构相对简单的要求．并在此基础上,探讨了接触力控制液压回路设计的基本思路,双闭环接触力控制系统的工作原理．为了精确地控制手指与目标间接触力,液压伺服单元选用Moog公司的D633系列伺服阀,实现接触力连续控制．     

水下机器人集群通信系统设计及实验分析

针对水下机器人集群通信平台在实际运用中存在多普勒效应、易受水质和障碍物等影响产生误码的问题，提出一种基于弱电鱼感知机理的水下仿生电场通信系统。该系统根据仿生电流场通信原理，通过两对发射接收电极传递信号，设计了一套基于幅移键控原理的现场可编程门阵列（FPGA）数模混合电路。首先，为实现平台低功耗及小型化，模拟电路通过合理选型并进行画板制版，具体的发射电路包含幅移键控调制电路以及半桥驱动放大电路，采用低零漂高精度仪表运放提取接受电极两端电势差；其次，为了提高水下机器人集群通信距离实时变化时通信系统的稳定性，通过FPGA增益控制数字电路控制可编程放大器实现自适应倍数放大；然后，采用FPGA模数转换数字驱动电路驱动模数转换芯片将模拟信号转换为数字信号；最后，通过整流滤波数字电路整流后设计幅移键控非相干解调数字电路输出二进制数据流后由串口电路传输至树莓派中进行数据处理。仿真分析了不同尺寸不同形状障碍物对水下电场通信影响，并进行水下通信实验，结果表明：在淡水中电导率为4.87×10^-4 S/cm条件下，所提出的水下电场通信系统可实现通信距离为2.4 m时误码率为0,且水下电场...     

水下焊接计算机辅助质量保证系统

在核电厂维修水下焊接实验装置的研发基础上,集成弧焊质量分析仪,建立了水下局部干式熔化极气体保护焊接计算机辅助焊接质量保证系统.对该系统5 m水深304不锈钢脉冲MIG焊接进行了电流、电弧电压波形采集和统计分析,获得了外观良好的焊缝.实验结果表明,该水下焊接实验装置,可以用来模拟30 m以内水深核电厂的远程控制维修,质量保证系统可以成功地用于水下焊接过程监控之中.     

自走式海缆埋设机面世

我国第一台自走式海缆埋设机“CISTAR”在中国科学院沈阳自动化所研制成功，它标志着我国作业型爬行水下机器人技术获得重大突破，提高了我国海缆建设能力和装备水平，为爬行式水下机器人进一步研究与开发提供了技术基础。它的研制成功，将满足我国国民经济和国防建设在这方面的需要，海洋开发和海洋工程等国民经济建设领域也因此项技术得以扩展。     

水下焊接技术研究与应用的新进展

综述了水下焊接技术研究与应用的新进展，介绍了在先进科学技术的推动下水下焊接发展的主要特点及其主要应用领域。     

水下机器人的发展现状

介绍了国内外典型机器人的性能特点,阐述了国内外水下机器人发展的历史现状,总结了水下机器人发展中存在的一些关键问题,并对未来水下机器人领域的发展动向作出了展望。     

联合收割机跨区作业要点及注意问题

阐述了联合收割机作业要点：正确选择作业速度，收割幅宽要适当，正确掌握留茬高度．正确选择作业行走方法．保持直线行驶，跨区作业注意问题：随机携带有效证照：跨区作业机要拉开机距；运转途中要严格遵守交通法规；主动接受检查：行驶要注意安全和休息，禁止疲劳驾驶     

水下隧道中人工岛建设现状及主要问题

针对跨海水下隧道工程中人工岛建设的研究现状及主要问题，收集了典型的跨海水下隧道人工岛的工程实例，总结了跨海水下隧道人工岛的地基处理、围堰构建和填土加固的关键施工技术，指出软弱地基处理及填土加固方案组合和工序优化以及疏浚土在国内人工岛建设中利用较少是跨海水下隧道人工岛建设过程中两大主要问题；基于现有的人工岛建设技术，人工岛建设的未来发展方向是通过预制人工岛构件实现绿色快速筑岛。     

基于移动代理的网格作业调度模型的研究

网格计算是新一代分布式计算技术.网格作业管理是其最主要的功能之一,主要涉及网格计算环境下作业的调度和分配等问题.其中作业调度是实现高性能网格计算的基本问题,该问题已被证明为NP难题.移动代理是代理agent技术与分布式技术的综合体,根据移动代理自身特点,提出了基于移动代理的网格作业调度模型,针对网格作业调度问题提出最短执行时间MAMET(MobileAgent-based Minimum Execution Time)算法,并在研究移动代理技术特性所带来优势的基础上,利用移动代理间通信等技术实现负载平衡.最后对基于移动代理的网格作业调度模型作单机与联机的性能进行分析和比较.     

某水闸消能工抢险施工技术探讨

本文详细介绍了某水闸下游砌石海漫段被冲毁后，通过水上水下作业对出险部位进行抢修的施工技术，对同类险情有一定的参考价值。     

新型水下电动工具的研制

提出了便携式水下低压电动工具总体结构的新构想。工具壳体采用全密封内部充油及加压力补偿的结构方案,输出轴设计成“O”型圈与聚四氟乙烯组合密封和机械密封两种结构形式,手动开关采用磁钢干簧管组成的非接触式开关。研制出了样机,并进行了水中作业性能试验。     

水下机器人作业系统工具库的控制软件设计

SIWR-Ⅱ型水下机械手的工具库，是水下作业系统中用来装载作业工具的装置．设计了一个控制软件，以实现此工具库的控制．本控制系统将采取由PC机和MCS-51单片机组成的上、下位机结构的二级计算机控制系统．主要介绍了工具库的基于上下位机的控制系统的软件设计，并最终以该软件实现对工具库的控制．