什么是水下无人机?水下无人机未来发展趋势如何?
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今天,小编将在这篇文章中为大家带来水下无人机的有关报道,通过阅读这篇文章,大家可以对水下无人机具备清晰的认识,主要内容如下。
一、水下无人机
水下无人机也称无人遥控潜水器,是一种工作于水下的极限作业机器人。水下环境恶劣危险,人的潜水深度有限,所以水下无人机已成为开发海洋的重要工具。
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。
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)。
潜水器的水下运动和作业,是由操作员在水面母舰上控制和监视。靠电缆向本体提供动力和交换信息。中继器可减少电缆对本体运动的干扰。新型潜水器从简单的遥控式向监控式发展,即由母舰计算机和潜水器本体计算机实行递阶控制,它能对观测信息进行加工,建立环境和内部状态模型。操作人员通过人机交互系统以面向过程的抽象符号或语言下达命令,并接受经计算机加工处理的信息,对潜水器的运行和动作过程进行监视并排除故障。开始研制智能水下无人机系统。操作人员仅下达总任务,机器人就能根据识别和分析环境,自动规划行动、回避障碍、自主地完成指定任务。
无人有缆潜水器的发展趋势有以下优点:一是水深普遍在6000米;二是操纵控制系统多采用大容量计算机,实施处理资料和进行数字控制;三是潜水器上的机械手采用多功能力反馈监控系统:四是增加推进器的数量与功率,以提高其顶流作业的能力和操纵性能。此外,还特别注意潜水器的小型化和提高其观察能力。
二、水下无人机未来发展趋势
1.技术创新将是永恒的主题
作为一种技术密集性高、系统性强的工程,水下无人机主要包括仿真、智能控制、水下目标探测与识别、水下导航(定位)、通信、能源系统六大技术。与发达国家相比,我国的水下无人机在一些关键部件和关键材料的研究方面还有很大差距,要实现产业化,重点在于基础材料、重要组部件、各种高精度探测设备和传感器的研究开发,因此,技术创新将是一项长期的工作。未来一旦在探测技术、工艺水平、综合显控、综合导航有所突破,拓展应用新领域,进口替代空间广阔。
在工业和信息化部制定的《机器人产业发展规划(2016-2020年)》中,已经将技术水平显著提升、关键零部件取得重大突破、集成应用取得显著成效列为发展目标,并将加强共性关键技术研究、建立健全机器人创新平台、加强机器人标准体系建设,以及建立机器人检测认证体系,作为强化产业创新能力的具体措施来落实。
2.AUV的智能化和续航能力是关键
从1953年问世开始,特别是1974年以后,伴随着海洋油气业的迅速发展,AUV也得到了飞速发展。相比于ROV, AUV由于不受电缆限制,具有活动范围大、机动性好的特点,因此适用于更广泛的领域。
一方面,智能化水平的高低成为AUV技术发展的关键因素。智能控制技术旨在提高水下无人机的自主性,其体系结构是人工智能技术、各种控制技术在内的集成,相当于人的大脑和神经系统。软件体系是水下无人机的总体集成和系统调度,直接影响智能水平,它涉及到基础模块的选取、模块之间的关系、数据(信息)与控制流、通信接口协议、全局性信息资源的管理及总体调度机构。
另一方面,AUV对能源系统的要求是体积小、重量轻、能量密度高、多次反复使用、安全和低成本。目前,正在研究的各种可利用的能源系统包括一次电池、二次电池、燃料电池、热机及核能源。近期,麻省理工学院的衍生企业Open Water Power(OWP)对外宣称已成功开发出一种更安全、更耐用的新型铝-水电池系统,与传统锂离子电池相比,新系统使水下无人机的续航能力提高了十倍。
以上就是小编这次想要和大家分享的有关水下无人机的内容,希望大家对本次分享的内容已经具有一定的了解。如果您想要看不同类别的文章,可以在网页顶部选择相应的频道哦。