中国科学院沈阳自动化研究所水下机器人技术研究室进行水下机器人应用研究、产品开发、技术基础研究和相关的海洋工程服务工作,成为国内唯一一个形成大、中、小型水下机器人系列产品,且在国内外进行多种水下工程服务的科研团队。其研制出的水下机器人应用于北极科学考察、太平洋洋底多金属结核调查、海上救助打捞、海洋石油开发等领域,为我国海洋工程、海洋科学和国防建设做出了重要的贡献。沈阳自动化研究所还把水下机器人的常用部件做了标准化的整理,形成了通用部件系列,包括水下磁通门罗盘、水下照明灯、水下摄像机、液压云台、液压阀箱、水面操控盒、水密电子舱、液压补偿器和水密接插件等。这些部件能够很方便地应用到水下机器人的产品中,这就大大缩短了水下机器人的研究及生产周期。
目前国内的公司中,从事ROV的研发并能够将其产品化的非常之少,比较成功的有:深之蓝海洋设备科技有限公司,如图1。5所示 ,为其研究开发的小型ROV“江豚”号,可潜深200米,航速达到两节;斯卡特科技有限公司,如图1。6所示为其研究开发的中型开架式ROV“D-300”,重量大约150kg,能够潜深300米;
图1。5 “江豚”号ROV 图1。6 “D-300”号ROV
1。2。2 ROV的应用
ROV现已在水下作业中广泛应用。HZ19-2海洋管线的切割与泄漏点检查修复就是通过水下机器人装备的相关仪器和设备完成的[5]。天津港湾水运工程有限公司的深海电缆铺设工作由ROVTECH公司研发的PantherPlus909型ROV配合完成。浙江水河院利用研发的小型遥控水下机器人检查了永康三渡溪水库大坝,检查结果为大坝的修复提供了重要的依据。2008年八月,英国的ROV“天蝎座”帮在近200米的水下待了半个星期的俄罗斯AS-28小型潜艇上浮到水面[6]。
ROV应用范围比较广泛,下面是一些典型的应用实例:
浙江省水利河口研究院和浙江省水利科技推广与发展中心利用他们共同研制的小型遥控水下机器人(ROV)系统检查了以下三个水库。主要检查水库主坝的防渗面板、涵洞、闸门以及拦污栅等。将防渗面板进行分块分区,划分检查区域,利用桩号和水深自动对有缺陷的地方定位,并在笔记本电脑上保存图像资料、记录定位信息。通过ROV上装配的声纳和水下摄像头完成视频采集。由ROV配备的短基线定位系统(Pilot)完成水下定位。
三渡溪水库是一座中型综合利用的水利工程, 1135万立方米的库容,灌溉为主。为了对大坝进行除险加固,因此实施了水下图像检查。由所得图像资料显示,大坝表面存在一定缺陷,许多地方出现了表层混凝土剥皮的现象。如图1。7所示为空洞(缺损)。
杨溪水库是一座综合利用的中型水库,6453万立方米的库容,灌溉为主,防洪、发电、供水等为辅。由所得的图像显示,大坝存在不平整、砂石露出、表层剥皮、伸缩缝开裂和脱落等现象,如图1。8所示,是坝面与坝墩的连接处存在的开裂现象。
图1。7 ROV拍摄的三渡溪水库大坝空洞(缺损) 图1。8 ROV拍摄的杨溪水库大坝裂缝
交通部天津海事局海测大队通过引入的ROV对天津港大沽灯塔的塔基和水下地形开展了全方位的监测。
天津港湾水运有限公司通过ROVTECH公司的PantherPlus909型ROV与支持海缆铺设的船舶—海洋石油299完成了对东方CEP中心控制平台至WHPA平台之间的电缆铺设工作。
中海油(中国)优先公司深圳分公司与上海交通大学利用基于ROV操作的射线透水检测的办法,为XJ油田两座正在运行的深水导管架平台开展了整体检测。图1。9所示就是导管架杆件的ROV射线透水检测示意图。