1、水下机器人简介

水下机器人是一种可以在水下一定深度进行航行和作业的智能设备。水下机器人通常可分为带缆遥控水下机器人和无缆自治水下机器人。以及近年出现的自治遥控水下机器人ARV（AutonomousRemotely-operated）。根据功能实现方式不同，水下机器人的详细分类如图所示。

水下机器人作为人类探索、海洋资源开发的工具是高科技集成的产物，它的研发和运用对我国在海洋领域的开发有着重要意义，它也将推动海洋产业的发展[3]。自主式水下机器人（AUV）是指可按照规定的航线或目的地进行自主航行的潜航器。在其工作的过程中，依靠自身携带的能源，不需要人为干涉，经常运用在军事侦察、海底的地形勘测和大范围的目标搜寻等。它的系统是由推进、声呐探测、卫星定位、影像采集等组成。外形一般为低电阻细长体。其优势是自治性好，勘测的范围大。但由于本身能源限制，无法在水下进行长期作业，也无法与陆地上进行实时通讯。缆遥控水下机器人（ROV）是应用最为广泛的潜航器，如果按作业能力划分，可分为四类,依次为纯观察型ROV、带有负载能力的观察型ROV、作业型ROV以及爬行类ROV。有缆遥控水下机器人一般由水下潜器、陆上控制台和脐带缆组成，并通过脐带缆实现供电和控制信号的传输。水下本体部分通常采用声呐探测、多自由度推进、影响采集和作业系统，并在陆地上人员远程控制下可进行影像拍摄、实时传输、打捞采样等作业。缆控水下机器人的结构形式多样，体积也可随意变换大小，优点在于功能全面、成本低廉且运动灵活。

2、国内外遥控水下机器人ROV的现状与发展

遥控水下机器人（ROV）是海洋工程水下作业重要的使用工具，它不仅应用广泛，而且功能齐全，在水下机器人中受到很大的重视。ROV涉及到很多领域，它可应用于核电系统检查、水下地形的勘测、沉船考古、海洋能源探索、水下侦查以及海洋生物学等众多领域。ROV在水下使用环境中由于海况的不可预性，水流场的非定性等因素，使ROV在水中进行观测和作业时，造成了很大的困难。严重时会使ROV本体失去航行能力。由于ROV使用范围广，用途强大，各国也逐步重视ROV的研制。

国外很早就开始了对水下遥控机器人的研究，其中以英国，美国以及日本为首的发达国家在ROV技术及其应用上已经有了优秀的研究成果。1960年，名为“CURV1”的ROV首次在美国研制成功，这在世界上引起了很大的轰动，ROV技术也从此时引起了人们的关注。到目前为止，ROV的型号种类繁多，将近270多种，有四百多家的公司提供ROV的供需零件。其中拥有最全种类型号ROV、最先进技术的公司是英美联合的pssl公司。这些ROV能够完成的作业任务将近覆盖海洋生物观测采样、海洋能源探索、海洋地质学研究、失事潜艇救援、等各个领域[4]。日本海洋科技中心研制出的"海沟(KAIKO)"号是全世界水下作业深度最大的ROV，可达11000m。图1-2为美国Seabotix公司研发的LBC型浮游兼爬壁式ROV。图1-3为比较著名的中小型ROV产品，由瑞典萨博海眼公司研制的Seaeye。

上世纪80年代，我国开始重视ROV的研究，并积极投入开发工作。经过多年的研究和试验，我国已经可以生产出多种类型的ROV。并且，ROV已经在海洋开发和海军领域得到了实际应用。1986年，沈阳自动化研究所通过对美国Perry公司研制的中型ROV"RECON-IV"号的探索研究，随后先后研制了以“金鱼”系列为主的多款ROV[5]。1993年，我国在带缆遥控水下机器人方面的研究有了新的突破，由哈尔滨工程大学等共同研制的"8A4"ROV在大连海湾实验成功，随后又研制出堤坝检测ROV等多种类型水下机器人。