适用于海洋平台的ROV移动式工作舱的研究

1

作者 杨磊 谭德强 牟勇 《江苏船舶》 2025年第5期28-31,M0003,共5页

针对海洋平台观察级ROV移动式工作舱的设计优化需求,开展相关研究以提升其适用性。首先,基于工作舱在预留区域的工作载荷,进行甲板应力仿真分析;其次,结合工作舱移动需求,明确其需满足的技术要求;最后,针对吊运ROV需求开发内置吊机伸缩... 针对海洋平台观察级ROV移动式工作舱的设计优化需求,开展相关研究以提升其适用性。首先,基于工作舱在预留区域的工作载荷,进行甲板应力仿真分析;其次,结合工作舱移动需求,明确其需满足的技术要求;最后,针对吊运ROV需求开发内置吊机伸缩臂,依据ROV海上布放需求开发自动收放吊钩,并结合ROV水下操作需求,研究工作舱操作台的ROV定位显示功能。研究结果表明:优化后的工作舱更契合海上平台对ROV的使用需求。该研究成果为海洋平台ROV移动式工作舱的设计提供了有效参考。 展开更多

关键词 遥控潜水器 海洋平台 移动式工作舱 自动收放吊钩

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深海无人遥控潜水器耐压电子舱结构设计与分析 被引量：7

2

作者 谢小龙 衣瑞文 +2 位作者 杨德庆 葛彤 李志敏 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2010年第3期9-16,共8页

研究深海无人遥控潜水器(ROV)耐压电子舱结构设计中涉及的力学分析技术。利用有限元数值分析方法校核耐压电子舱在深水条件下的强度、刚度与稳定性。根据深海耐压电子舱受力特点,优化其结构形式和尺寸,获得最优结构拓扑构型。对于耐压... 研究深海无人遥控潜水器(ROV)耐压电子舱结构设计中涉及的力学分析技术。利用有限元数值分析方法校核耐压电子舱在深水条件下的强度、刚度与稳定性。根据深海耐压电子舱受力特点,优化其结构形式和尺寸,获得最优结构拓扑构型。对于耐压电子舱上下壳体接合面间接触问题,将非线性接触分析和简化分析法的计算结果进行比较。探讨加工误差与初始缺陷对耐压电子舱力学性能的影响。计算结果表明,耐压电子舱结构优选设计方案满足力学性能和重量要求,并且对加工误差与初始缺陷的影响不十分敏感。 展开更多

关键词 无人遥控潜水器 耐压球壳 接触分析 初始缺陷

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超高分辨率CCD成像系统的设计 被引量：22

3

作者 许文海 吴厚德 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1603-1610,共8页

介绍了基于50Mpixel超高分辨率全帧型CCD芯片KAF50100的成像系统设计方法。该系统采用幕帘式焦平面机械快门对CCD进行曝光控制,CCD输出图像信号在专用模拟前端(AFE)芯片AD9845B中进行处理和模数(A/D)转换后,经现场可编程门阵列(FPGA)缓... 介绍了基于50Mpixel超高分辨率全帧型CCD芯片KAF50100的成像系统设计方法。该系统采用幕帘式焦平面机械快门对CCD进行曝光控制,CCD输出图像信号在专用模拟前端(AFE)芯片AD9845B中进行处理和模数(A/D)转换后,经现场可编程门阵列(FPGA)缓存和排序,通过低压差分信号(LVDS)接口发送至上位机。系统中所有驱动时序和控制信号均由FPGA产生,上位机通过RS422总线对系统进行命令控制。针对KAF50100四路输出不均匀性问题提出了基于最小二乘法拟合的校正方法。实验验证表明,系统可在KAF50100的最大速度模式下工作,像素读出速度为4×18MHz,最大帧速为1frame/s,电路读出随机噪声为2.76@12bit,动态范围为63.4db。该成像系统设计方法可以充分发挥KAF50100的性能,并且具有良好的通用性和扩展性,可以广泛应用于超高分辨率CCD成像系统的设计中,如可见光水下探测、卫星遥感、天文观测等。 展开更多

关键词 超高分辨率 成像系统 电荷耦合器件 KAF50100 现场可编程门阵列

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一种模态切换水下机器人初步设计 被引量：6

4

作者 窦京 王志东 +4 位作者 凌宏杰 李洋 凌杰 吴娜 付佳 《舰船科学技术》 北大核心 2015年第3期94-100,共7页

介绍一种新型模态切换水下机器人的设计方案,该机器人用模态切换装置实现了浮游与爬行清污作业的自由切换,控制原理简单、活动范围广、功能强大。介绍了机器人的总体设计方案,重点对机器人的模态切换装置和推进系统进行了设计与论证分... 介绍一种新型模态切换水下机器人的设计方案,该机器人用模态切换装置实现了浮游与爬行清污作业的自由切换,控制原理简单、活动范围广、功能强大。介绍了机器人的总体设计方案,重点对机器人的模态切换装置和推进系统进行了设计与论证分析。使用有限元计算软件Simulation对模态切换模块进行了强度校核,结果表明设计强度和刚度均满足使用要求。基于计算流体力学软件Fluent,开展MC-ROV水动力性能的初步研究,完成了推进器电机的选型。 展开更多

关键词 MC-ROV 模态 爬行清污 推进系统 SOLIDWORKS

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电动ROV控制系统研究

5

作者 杜凯冰 刘浩平 +1 位作者 杨鸣远 彭勃 《控制与信息技术》 2025年第2期86-90,共5页

电动ROV系统以电动推进器作为动力源,比传统的液压式ROV对海洋环境更为友好。文章设计了一种电动ROV系统的水面-水下控制系统及其推进器控制方法。其水下控制器基于Ethernet与推进器驱动系统进行通信,以控制推进器运动,并将各电动推进... 电动ROV系统以电动推进器作为动力源,比传统的液压式ROV对海洋环境更为友好。文章设计了一种电动ROV系统的水面-水下控制系统及其推进器控制方法。其水下控制器基于Ethernet与推进器驱动系统进行通信,以控制推进器运动,并将各电动推进器实时状态反馈给水面控制器;电动推进器由DC-DC电能变换器供电并由控制器进行能量管理调控。文章结合电动ROV系统推进器实际工作情况,从ROV动力学方程出发分析了ROV运动控制过程,在水中测试了电动ROV在手动模式下各推进器对控制指令响应情况,并基于实验分析了ROV速度、电动推进器转速与输入级位的对应关系。水池测试结果表明,该电动ROV系统控制方法能按照设计目标控制电动ROV运动。 展开更多

关键词 电动遥控机器人(电动ROV) 控制系统 电动推进器 Ethernet通信

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水下双通道连接器密封性能研究

6

作者 张明轩 王彩云 +3 位作者 王苏南 郑萍 刘海岚 于庆波 《当代化工研究》 2025年第12期48-50,共3页

针对水下双通道连接器的实际工作环境进行受力分析,通过有限元仿真对两个输油通道的金属密封圈进行性能对比分析,验证了连接器密封结构设计的合理性;对连接器在不同工况下进行数值模拟仿真,分析在各工况下双通道连接器金属密封圈的受力... 针对水下双通道连接器的实际工作环境进行受力分析,通过有限元仿真对两个输油通道的金属密封圈进行性能对比分析,验证了连接器密封结构设计的合理性;对连接器在不同工况下进行数值模拟仿真,分析在各工况下双通道连接器金属密封圈的受力特性,在三种工况下,接触应力分别为652.37MPa、853.13MPa及938.47MPa,满足密封要求,验证了水下双通道连接器具有良好的密封性能,为后续的密封结构优化奠定了基础。 展开更多

关键词 水下双通道连接器 密封性能 接触压力 结构强度

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水下机器人在海底光缆工程作业中的应用

7

作者 董向华 《光纤与电缆及其应用技术》 2025年第6期6-9,40,共5页

水下机器人是多种现代技术及其系统集成的产物,通过智能化、精准化、无人化的作业模式可满足当前大水深、高精度的海底光缆工程作业需求。通过对各类水下机器人应用特点的介绍,对无人遥控式水下机器人(ROV)系统组成及各部分功能的重点阐... 水下机器人是多种现代技术及其系统集成的产物,通过智能化、精准化、无人化的作业模式可满足当前大水深、高精度的海底光缆工程作业需求。通过对各类水下机器人应用特点的介绍,对无人遥控式水下机器人(ROV)系统组成及各部分功能的重点阐述,对ROV在海底光缆工程作业中应用的综合梳理,指出水下机器人已成为现代海底光缆工程作业的重要工具,贯穿海底光缆工程作业全流程(前期路由勘察、铺设施工、检测维护及故障修复等),是保障海底通信网络稳定运行的核心技术手段和推动海洋工程智能化发展的重要支撑。 展开更多

关键词 海底光缆工程 遥控式水下机器人 自主式水下机器人 海底光缆作业

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一种模态切换水下机器人设计与模型实验研究 被引量：2

8

作者 王志东 窦京 +3 位作者 李洋 凌宏杰 曾庆军 睢翔 《船舶工程》 北大核心 2015年第2期85-88,共4页

针对现有水下机器人模态(航态)单一的不足,完成了一种新型开架式模态切换水下机器人(MC-ROV)的总体设计方案,提出了ROV浮游与爬行模态切换方法,可实现浮游与爬行清污作业的自由切换,完成了ROV样机的装配,并进行了陆上系统测试、水密性... 针对现有水下机器人模态(航态)单一的不足,完成了一种新型开架式模态切换水下机器人(MC-ROV)的总体设计方案,提出了ROV浮游与爬行模态切换方法,可实现浮游与爬行清污作业的自由切换,完成了ROV样机的装配,并进行了陆上系统测试、水密性测试、整体平衡实验。在此基础上开展了下水试航实验,实现了视频捕获、直航、回转、潜浮等功能,完成了推进系统的推力测试,测试数据为进一步开展MC-ROV操控性能的研究提供了理论参考和试验数据。 展开更多

关键词 MC-ROV 模态切换 系统测试 水下试验 推力测试

原文传递

水下机器人标准体系框架构建探索 被引量：2

9

作者 郭小勇 汤海荣 徐春红 《海洋开发与管理》 2021年第1期53-56,共4页

水下机器人作为一类特种机器人,日益成为探索海洋奥秘、开发海洋资源的重要工具,被称为海洋高技术的皇冠,正逐步成为国家间海洋技术竞争的制高点。水下机器人标准体系最直接的作用是指导、规范水下机器人标准制定工作,使人们清楚水下机... 水下机器人作为一类特种机器人,日益成为探索海洋奥秘、开发海洋资源的重要工具,被称为海洋高技术的皇冠,正逐步成为国家间海洋技术竞争的制高点。水下机器人标准体系最直接的作用是指导、规范水下机器人标准制定工作,使人们清楚水下机器人标准化工作方向和重点,有助于推动水下机器人研发和产业化进程,促进快速、健康发展。文章在介绍国内外水下机器人标准制订的基础上,探讨水下机器人标准体系框架构建思路,提出标准体系建设路径,明确水下机器人标准化工作范围和领域,并构建了水下机器人标准体系序列结构、三维结构、层次结构3种框架模型,为构建我国水下机器人标准体系提供了有价值的参考。 展开更多

关键词 水下机器人 标准体系 海洋技术 框架 人工智能

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遥控水下机器人(ROV)分布式控制体系结构 被引量：1

10

作者 谢俊元 《船舶力学》 EI 1997年第2期61-70,共10页

本文阐述了我国自行研制的600米水深作业型缆控水下机器人（ROV）Bitbus（位总线）分布式控制系统的硬件结构和软件体系。本遥控水下机器人（ROV）经水池及海上试验，技术性能指标完全达到研制要求。它的航行性能及作业能力达到或超过... 本文阐述了我国自行研制的600米水深作业型缆控水下机器人（ROV）Bitbus（位总线）分布式控制系统的硬件结构和软件体系。本遥控水下机器人（ROV）经水池及海上试验，技术性能指标完全达到研制要求。它的航行性能及作业能力达到或超过了国际同类产品。位总线分布式控制系统的采用大大增强了显控系统的能力． 展开更多

关键词 ROV 分布式控制系统 水下遥控设备 硬件软件

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重载深潜推进器性能分析及设计

11

作者 颜翚 葛彤 +1 位作者 刘建民 赵敏 《船舶力学》 EI 北大核心 2012年第1期52-57,共6页

文章从理论上分析了重载情况下深潜推进器的设计原理,以加速型导管DSN2导管为例,研究几个重要因素比如盘面比、螺距比(P/D)等不同参数对导管桨的性能影响,并通过导管桨敞水试验验证了这些结论。结果表明,深潜器重载情况下,较大P/D的导... 文章从理论上分析了重载情况下深潜推进器的设计原理,以加速型导管DSN2导管为例,研究几个重要因素比如盘面比、螺距比(P/D)等不同参数对导管桨的性能影响,并通过导管桨敞水试验验证了这些结论。结果表明,深潜器重载情况下,较大P/D的导管桨提供较大推力,盘面比和P/D较小的导管桨有较高的效率。针对不同深潜推进器的要求,根据文中推论,可将设计参考选定在一个较小并且准确的范围内,从而快速地设计出满足使用要求的推进器。 展开更多

关键词 重载 深潜器 导管桨 DSN2 盘面比 螺距比

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基于有限元法的水下作业型ROV框架结构设计分析 被引量：5

12

作者 张康 郑志恒 +2 位作者 焦慧锋 吴雨 王静 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期99-106,共8页

框架结构设计是ROV潜器自主研制的关键环节之一.针对框架结构设计中的强度计算和钢材选型问题,用有限元方法建模,进行了计算、分析和讨论.介绍了3种ROV框架设计方案,分别建立三维有限元模型,并依据强度设计准则对各方案的结构进行校核.... 框架结构设计是ROV潜器自主研制的关键环节之一.针对框架结构设计中的强度计算和钢材选型问题,用有限元方法建模,进行了计算、分析和讨论.介绍了3种ROV框架设计方案,分别建立三维有限元模型,并依据强度设计准则对各方案的结构进行校核.综合考虑重量和强度因素给出了较优设计方案,还对框架结构中的钢梁选型设计和尺寸设计进行了讨论.结果表明,ROV框架结构的钢梁建议选用方形空心型钢,且相对于方形空心型钢截面的壁厚而言,边长的变化对框架结构应力的影响较为显著. 展开更多

关键词 ROV 框架结构 最大等效应力

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二级深拖系统的瞬态仿真及升沉补偿 被引量：5

13

作者 裴轶群 李英辉 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期581-584,共4页

采用集中质量法建立缆绳动力学模型,在给出边界条件和初始条件后,利用龙格-库塔算法对二阶偏微分方程组进行数值分析,并对缆绳运动进行仿真.结果表明:系统动态稳定存在,二级拖体升沉补偿效果良好.

关键词 瞬态运动 升沉补偿 集中质量 数值分析

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复杂系统可靠性分配计算方法及其在ROV推进系统中的应用 被引量：3

14

作者 张康 郝恒 曹海斌 《舰船科学技术》 北大核心 2019年第23期25-28,共4页

针对ROV推进系统可靠性分配过程出现的可靠性模型复杂,且缺乏历史故障数据而导致无法直接利用现有常规分配方法开展工作的问题,基于评分分配法和比例组合思想提出一种新的可靠性分配计算方法,解决了评分分配法无法用于复杂串并联系统及... 针对ROV推进系统可靠性分配过程出现的可靠性模型复杂,且缺乏历史故障数据而导致无法直接利用现有常规分配方法开展工作的问题,基于评分分配法和比例组合思想提出一种新的可靠性分配计算方法,解决了评分分配法无法用于复杂串并联系统及表决系统的难题。以含有复杂串并联系统及表决系统的推进系统可靠性模型计算为例,进行推进系统的可靠性分配工作,计算得到推进系统各组成设备的可靠度分配值,实现了所提出的可靠性分配计算方法的应用。 展开更多

关键词 ROV推进系统 可靠性分配 串并联系统 表决系统

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水下机械手接近觉系统研究

15

作者 辛宇 徐国华 +2 位作者 徐筱龙 薛利梅 曾志林 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2011年第2期135-140,共6页

根据水下机械手的工作需要,设计了一套高精度的水下超声波定位系统。采用超声波检测距离、三探头阵列检测方位的方案,使用超低功耗单片机MSP430精确计算超声波往返时间和控制三探头轮流工作,通过对三个探头的测量数据进行处理,实现目标... 根据水下机械手的工作需要,设计了一套高精度的水下超声波定位系统。采用超声波检测距离、三探头阵列检测方位的方案,使用超低功耗单片机MSP430精确计算超声波往返时间和控制三探头轮流工作,通过对三个探头的测量数据进行处理,实现目标测距及定位。经过实验室及水池实验表明,该系统在水下工作稳定,精度及灵敏度高,是水下机器人及机械手自主探测目标的有效手段之一。 展开更多

关键词 接近觉 超声波测距 定位 水下机械手

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深海遥控重型作业机器人发展现状与展望 被引量：4

16

作者 张定华 刘可安 《控制与信息技术》 2023年第6期1-8,共8页

深海重型作业机器人是海洋资源开发的必要装备之一,遥控作业是当前面对多样化深海作业任务的主要方式。文章在介绍深海遥控作业机器人的分类、性能及功能结构的基础上,结合海底挖沟铺设作业工况,对以自行走的挖沟机、拖曳式铺设犁、悬... 深海重型作业机器人是海洋资源开发的必要装备之一,遥控作业是当前面对多样化深海作业任务的主要方式。文章在介绍深海遥控作业机器人的分类、性能及功能结构的基础上,结合海底挖沟铺设作业工况,对以自行走的挖沟机、拖曳式铺设犁、悬浮喷射作业机器人为代表的深海遥控作业机器人产品性能进行了对比分析,为不同应用场合的设备选用提供了依据;并在分析现有传感通信和控制、供能和整机集成技术的基础上,对其未来智能化分布式控制、高效用能及安全供电、轻量化多功能集成设计的发展趋势进行了展望。最后,结合我国深海遥控作业机器人技术体系的现状,对其未来的发展提出了相应的建议。 展开更多

关键词 深海作业 遥控机器人 感知定位 高效供能 轻量化 多功能集成

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水下机器人惯性导航技术综述 被引量：4

17

作者 赖昱 朱俊 《控制与信息技术》 2023年第6期9-15,共7页

惯性导航系统可以提供水下机器人(remotely operatedvehicle,ROV)的位置和航向信息等,对水下机器人定位及控制至关重要。ROV的惯导系统以纯惯性导航为主,通过陀螺仪与加速度计等传感器,获取机器人的姿态角及加速度信息,并通过积分计算... 惯性导航系统可以提供水下机器人(remotely operatedvehicle,ROV)的位置和航向信息等,对水下机器人定位及控制至关重要。ROV的惯导系统以纯惯性导航为主,通过陀螺仪与加速度计等传感器,获取机器人的姿态角及加速度信息,并通过积分计算得到机器人的位置信息。然而,积分计算会使得误差随时间累积增加,因此纯惯性导航系统往往会辅以各式的航距或声学定位手段,以得到准确的位置信息。现有的组合方式包含声学、光学和视觉-惯性等多种方式,未来水下机器人的惯导技术将会向何种方向发展,是值得研究的问题。本文从组合方式及组合算法角度切入,分析了目前水下惯导组合与修正算法,指出了当前ROV惯导系统的高精度、多源融合和智能化的发展方向,同时列举了ROV惯导系统应用于工业领域需克服的低精度及鲁棒性等问题。 展开更多

关键词 水下机器人 惯导系统 组合导航 误差修正算法 定位

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海洋工程机电设备保护方法综述 被引量：3

18

作者 李茂林 韩术亮 《中国建材科技》 2018年第2期120-120,126,共2页

本文根据机电设备保护程序对到货以后的检查、保存、装配、安装等直至完成交付工作以后的各个阶段中保护机电设备的方法进行了论述,并且根据实际的项目来研究了海洋工程机电设备从到货直至工程全部完成期间机电设备保护的方法。

关键词 海洋工程 机电设备 保护方法

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遥控水下机器人模型辨识及预测控制算法研究 被引量：2

19

作者 朱迎谷 张定华 +1 位作者 涂绍平 宋俊辉 《控制与信息技术》 2023年第6期32-39,共8页

针对遥控水下机器人(remotely operatedvehicle,ROV)因非对称结构布局、重心和浮心位置变化等因素造成的运动状态耦合和模型非线性问题,文章提出了一种考虑ROV典型非线性特性的在线模型辨识方法,研究并推导了基于所辨识模型的多维预测控... 针对遥控水下机器人(remotely operatedvehicle,ROV)因非对称结构布局、重心和浮心位置变化等因素造成的运动状态耦合和模型非线性问题,文章提出了一种考虑ROV典型非线性特性的在线模型辨识方法,研究并推导了基于所辨识模型的多维预测控制(model predictive control,MPC)算法及其基于算子分割二次规划的快速优化求解方法,搭建了包含ROV非线性数学模型、模型参数辨识算法模块和MPC算法模块的算法仿真系统。通过在辨识模型中分别考虑非线性特性和不考虑非线性特性,改变ROV数学仿真模型的ROV浮心位置参数,对比仿真验证了本文模型辨识算法的有效性和先进性;在上述辨识模型的基础上,对比仿真分析了4种情况下ROV的姿态控制效果,即MPC算法依托的辨识模型是否考虑ROV典型非线性特性,以及基于直接求解MPC算法和本文所提出的基于快速优化近似求解的MPC算法,验证了本文所提控制算法的有效性。 展开更多

关键词 有源自回归模型 非线性模型辨识 模型预测控制 遥控水下机器人 自适应控制

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海底埋设犁水刀破土能力分析 被引量：1

20

作者 袁庆晴 刘可安 +1 位作者 郭园园 颜翚 《控制与信息技术》 2023年第6期86-91,共6页

为了完成对风电项目的电缆进行较高深度要求的埋设作业,需要设计一套全新的海底埋设犁。该埋设犁采用水力冲刷的方式破土。文章采用数值模拟的方式计算指定冲刷沟型内的流场,并通过分析壁面的剪切力分布来判断水刀的破土能力。首先,采... 为了完成对风电项目的电缆进行较高深度要求的埋设作业,需要设计一套全新的海底埋设犁。该埋设犁采用水力冲刷的方式破土。文章采用数值模拟的方式计算指定冲刷沟型内的流场,并通过分析壁面的剪切力分布来判断水刀的破土能力。首先,采用单相流模型计算水刀与冲刷坑前壁面4组不同间距的定常流工况,发现随着距离增大,前壁面被剪切破坏的区域明显减小,前壁面上部区域更难被破坏,但冲刷坑底部土壤仍能被汇聚水流在后方剪切破坏;其次,计算2种不同喷嘴安装角的4组不同间距的定常流工况,发现随着安装角的增大,射流对前壁面的剪切破坏效率越来越高;最后,计算了2组非定常流工况,观察了冲刷坑内流线的变化,得到流场达到动平衡的时间,以此预估埋设犁的作业速度。仿真计算结果表明,该埋设犁能够以900 m/h的设计作业速度开挖出指定深度的冲刷沟。 展开更多

关键词 海底埋设犁水刀 数值计算 破土能力 剪切破坏效率 作业速度

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