水下机器人应用越发广泛

当前水下机器人发展现状

目前,水下机器人主要的应用场景在消费、工业及军工方向

1、消费领域。2016年11月,体育总局出台《水上运动产业发展规划》,对水上运动的运动设施建设、赛事活动供给、培养多元主体、引导水上消费等角度提出了众多发展规划和指导,并提出到2020年,水上运动产业总规模达到3000亿元,水上运动俱乐部达到1000个,全国水上(海上)国民休闲运动中心达到10个等发展目标。

2、工业领域。据公开数据显示,到2020年我国民用水下机器人市场规模将达到580.65亿元,其中资源勘查类水下机器人市场规模为241.5亿元,市场占比为41.59%;安全监测类水下机器人市场规模分为194.3亿元,市场占比为33.45%;搜索救援类机器人市场规模将达到68.3亿元,市场份额为11.75%。

3、军工领域。据财政部公开数据显示,2018年我国国防支出费用达到11070亿人民币,相比2017年的10173亿人民币同比增加8.1%,相比之前有了大幅增长,且未来在科技研发上的投入支出力度将持续加大。

水下机器人技术推荐

  • 一种水下机器人多普勒故障随机共振检测装置及检测方法

    专利号:CN201410452832.7

    摘要:本发明的目的在于提供一种水下机器人多普勒故障随机共振检测装置及检测方法,检测装置包括安装于水下机器人电子舱内的PC104模块化系统、第一通讯模块、随机共振装置、故障特征提取装置以及安装在陆地上的第二通讯模块和检测结果显示装置,PC104模块化系统分别与第一通讯模块、随机共振装置和故障特征提取装置的输出端相连,故障特征提取装置的输入端与随机共振装置相连,第二通讯模块的输入端与第一通讯模块相连,检测结果显示装置与第二通讯模块相连。本发明在抑制水下机器人多普勒传感器信号中所含外部随机干扰的同时,增强故障信号特征,能解决现有传感器故障检测方法受外部干扰和量测噪声影响,多普勒故障漏检问题。

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  • 基于小波分形的自主式水下机器人故障辨识方法

    专利号:CN201510059018.3

    摘要:本发明提供的是一种基于小波分形的自主式水下机器人故障辨识方法。通过对自主式水下机器人状态信号进行多层小波分解,以抑制外部随机干扰对辨识准确性的影响,并获得自主式水下机器人推进器故障多个频段上的故障描述,提高故障辨识精度;对多层小波分解获得的小波逼近系数和小波细节系数提取分形特征,组成分形特征矩阵,通过与前期通过水池实验建立的样本特征矩阵中的分形特征计算相关系数,得到推进器故障辨识结果。本发明适用于解决自主式水下机器人由于受外部随机干扰影响,推进器故障程度准确度不高的问题,提高了故障辨识精度,可用于自主式水下机器人推进器故障辨识、容错控制等领域。

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  • 一种遥控水下机器人水面控制方法

    专利号:CN201010159041.7

    摘要:本发明的目的在于提供一种遥控水下机器人水面控制方法,通过水下机器人装有的CCD和前视声纳获取水下被跟踪物体、场景图像和水下障碍物的信息,根据获取的信息采用改进的Sage-Husa自适应卡尔曼滤波算法获得水下机器人实际的艏向和深度,根据获得的水下机器人实际的艏向和深度、通过递归的以太神经网络DPRFNN算法自动对水下机器人发送运动控制指令。本发明具有简单、灵活,功能强大、适应性强等优点。

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  • 一种用于水下机器人与水下工作平台对接的声纳检测装置及其检测方法

    专利号:CN201410150881.5

    摘要:本发明涉及声纳检测领域,具体涉及一种用于水下机器人与水下工作平台对接的声纳检测装置及其检测方法。该装置包括引导系统、接收系统和控制系统,引导系统安装在水下工作平台的对接群口周围,接收系统安装在水下机器人的尾部底端,用于接收引导系统发出的引导信号,控制系统均安装在水下机器人的干舱中,接收系统通过电缆与控制系统连接;控制系统包括滤波放大电路、采样电路和控制模块。本发明实时检测水下机器人与水下工作平台的相对坐标和水下机器人底面与水下工作平台的对接群口平面的角度控制水下机器人的航行方向和倾斜角度,使对接精确度提高了50%以上。

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  • 一种水下机器人照明控制系统

    专利号:CN201610338844.6

    摘要:本发明提供一种水下机器人照明控制系统,包括环境光感应系统、中心控制器、交流电压过零信号的提取模块、电压过零信号的延时模块、双向可控硅的驱动电路模块,环境光感应系统是以分布在水下机器人周围的多台摄像头组成;中心控制器对环境光感应系统检测出的环境光进行判断,进而输出控制系统调节水下灯的交流电压信号;交流电压过零信号的提取模块用于检测交流电的电压过零点;电压过零信号的延时模块根据电压过零信号,同时结合中心控制器发出的水下灯控制信号做出相应的延时,决定双向可控硅的驱动时间;双向可控硅的驱动电路模块根据双向可控硅的导通时间,实现大功率水下交流卤素灯的亮度调节。本发明具有通用性、小型化和模块化的特点。

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  • 基于双机械手环抱桩柱的水下机器人定位系统

    专利号:CN201611175821.4

    摘要:本发明公开了一种基于双机械手环抱桩柱的水下机器人定位系统,包括水面控制台、可吸附在桩柱上的水下作业机器人,所述水下作业机器人两侧对称设置有用于抱紧桩柱的液压环抱双机械手,所述水面控制台与水下作业机器人信号连接,用于控制水下作业机器人及液压环抱双机械手的动作。本发明大幅提高水下作业机器人定位能力及作业效率,以及有效地克服了机器人“动力定位”形式能耗高、因机器人位置抖动机械手对准目标困难而导致作业效率低的问题。

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  • 微型模块化自主水下机器人(AUV)的开发

    专利号:暂无

    微型模块化AUV分为标配模块和扩展模块,具有标准化机械和电气一体化功能扩展的连接结构, 可扩展侧扫声呐、DVL、CTD、PH值、浊度计、摄像机、核辐射、声通讯机等设备;具有体积小、质 量轻的特点,单人即可进行布放和回收;可进行遥控/自主双控制;具有六自由度的高灵活运动姿态, 可操作性好,能够广泛应用于水质测量、水下地形地貌扫描等常规任务;同时隐蔽性强,可进行无人侦 查、反潜作战及扫雷灭雷等军事作业任务。其技术指标在国际同量级产品中处于领先水平,能够打破国 外对我国的技术封锁。 市场前景与效益分析: 微小型模块化自主水下机器人是智能海洋装备的重要发展方向,是重要的高端装备制造业方向,可 带动新型能源、海洋材料、人工智能、电子控制等相关产业的发展。该项目的成功开展,将会降低水下 机器人的成本,适应市场需求,拓展市场应用领域,对推动水下机器人在环境保护、军事侦查、海洋探 索,以及海产养殖、堤坝检查等众多领域的应用具有重要意义。

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  • 空化清洗型水下机器人的开发

    专利号:暂无

    空化清洗型水下机器人(QX-ROV)是一款主要针对船舰、水下桩体、水下管道及大坝桥墩等设施 表面海洋附着物及铁锈等杂质的清洗设备。通过将空化作用引入水射流中,研制出了具有清洗效率高、 安全节能及不破坏防腐层的空化清洗设备,并将该设备融合到了缆控水下机器人中,可以代替潜水员进 行无人遥控水下作业;同时具有Z形自动清洗路径规划系统和多传感器融合智能算法,自动化程度高, 运行稳定可靠;采用模块化设计,可以实现清洗设备和运动载体的快速拆装,兼备观察和清洗双重功能。 市场前景与效益分析: 根据《中国船舶报》等刊物的报道,中国拥有各类客船、货船、科考船、捕捞船等船舶和石油钻井 平台共约100万艘,位于世界船运能力的前50强;我国的15米以上的大坝数量约占世界总量的53%, 并随着水电站的日益增多,数量也在不断增长,这说明水下清洗装备具有广阔市场。空化射流清洗技术 相对其他清洗技术而言,具有高效、节能、环保、安全等优点,并且具有不伤害设施母材和防腐层的显 著优势,可以对船舶、大坝等特殊区域进行合理有效的清洗。利用水下机器人代替潜水员进行水下清洗 作业必将是未来的发展趋势,因此研发成熟可靠的无人水下清...

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  • 观测型缆控水下机器人的开发

    专利号:暂无

    无人遥控潜水器(ROV)是一种靠脐带缆来供应能源和交换信号的无人潜水器,操作者在水上控 制和操作,广泛应用于海洋资源开发、水下工程、海底调查、打捞作业等领域。本项目开发的ROV具 有体积小、质量轻、价格低廉等优点;同时采用八推进器矢量推进方式和多传感器融合智能算法,使其 具有全自由度灵活运动的特点,解决了小型ROV在不确定流场下的自稳定问题,大大降低了小型ROV 的操作难度;并将图像识别和跟踪功能融合其中,可以实现对水下运动物体自动探测和跟踪作业。 市场前景与效益分析: 小型ROV能够在狭窄、水质有污染、有一定危险的浅水环境中作业,应用范围较广,主要用于以 下场合:对舰船和大坝的质量和安全性检测;海滨浴场警视、监视、水下观察摄像娱乐,看护潜水员; 海上救援打捞、近海搜索、水下考古、沉船观察;管涵洞维修、水管内部检查、钻井平台水下检修,海 洋石油工程、海水养殖观察、水工建筑物水下电视摄像检查、水下输油和输气管线的泄漏和破损点查找 和定位等。该微小型ROV性能稳定、技术成熟,具有良好的市场应用前景。

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水下机器人应用前景

海洋资源的研究和开发

占地球表面积71%的海洋是是一个富饶而远未得到开发的资源宝库,也是兵戎相见的战场。21 世纪,人类面临人口膨胀和生存空间、陆地资源枯竭和社会生产增长、生态环境恶化和人类发展的三大矛盾挑战,要维持自身的生存、繁衍和发展,就必须充分利用海洋资源,这是无可回避的抉择。对人均资源匮乏的我国来说,海洋开发更具有特殊意义。因此,水下机器人将在海洋环境监测、海洋资源勘察、海洋科学研究中发挥重要作用。

未来战争中的作用

作为无人武器系统重要组成部分的水下机器人能够以水面舰船或潜艇为基地,在数十或数百里的水下空间完成环境探测、目标识别、情报收集和数据通讯,将大大地扩展了水面舰船或潜艇的作战空间。尤其是自主航行的水下机器人,它们能够更安全地进入敌方控制的危险区域,能够以自主方式在战区停留较长的时间,是一种效果明显的兵力倍增器。更重要的是,在未来的战争中,“以网络为中心”的作战思想将代替“以平台为中心”的作战思想,水下机器人将成为网络中心站的重要节点,在战争中发挥越来越重要的作用。

水下机器人的发展趋势

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