机器人导论结课作业

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1、机器人导论结课作业水下机器人发展现状及发展前景简介综述：由于近几年科技的发展尤其是近几年仿生仿生生物学的发展，为水下机器人的发展带来了很大的发展机遇。马航飞机的失事为我们更快更好地发展水下机器人敲响了警钟。人类可以下潜的水下深度毕竟有限，只有应用水下机器人人类才可以探索神秘的水下世界，在船只失事以及各种事故中应用高效的水下机器人为抢救人员提供了有力的工具。在现代战争中，还可以把水下机器人应用于战争，用于摧毁敌军潜艇以及航母等海上武器。我国是个海洋大国，但是海洋军事力量相比其他国家较为薄弱，大力发展水下机器

2、人对于我国将来海上国防安全具有十分重要的战略作用，尤其是近几年国际局势堪忧，军国主义有卷土重来之势，增强我国海上国防力量显得尤其急迫。大力发展水下机器人关乎我国生死存亡的大事，对于增强我国海上国防力量，发展我国机器人综合水平，提高我国海上搜救能力具有十分重要的意义。我将从水下机器人的发展历程、结构功能、应用领域、优缺点、发展现状及发展前景六方面对水下机器人发展做简单的介绍。（一）发展历程第一阶段从1953年至1974年为第一阶段，主要进行潜水器的研制和早期的开发工作。先后研制出20多艘潜水器。其中美国的C

3、URV系统在西班牙海成功地回收一枚氢弹，引起世界各国的重视。1953年第一艘无人遥控潜水器问世，到1974年的20年里，全世界共研制了20艘无人遥控潜水器。特别是1974年以后，由于海洋油气业的迅速发展，无人遥控潜水器也得到飞速发展。第二阶段无人有缆潜水器的研制80年代进入了较快的发展时期。1975至1985年是遥控潜水器大发展时期。到1981年，无人遥控潜水器发展到了400余艘，其中90%以上是直接；或间接为海洋石油开采业服务的。海洋石油和天然气开发的需要，推动了潜水器理论和应用的研究，潜水器的数量和种

4、类都有显著地增长。载人潜水器和无人遥控潜水器（包括有缆遥控潜水器、水底爬行潜水器、拖航潜水器、无缆潜水器）在海洋调查、海洋石油开发、救捞等方面发挥了较大的作用。第三阶段1985年，潜水器又进入一个新的发展时期。80年代以来，中国也开展了水下机器人的研究和开发，研制出美国的鱼雷型机器人“海人”1号(HR-1)水下机器人，成功地进行水下实验。1988年，无人遥控潜水器又得到长足发展，猛增到958艘，比1981年增加了110%。这个时期增加的潜水器多数为有缆遥控潜水器，大约为800艘上下，其中420余艘是直接为

5、海上池气开采用的。无人无缆潜水器的发展相对慢一些，只研制出26艘，其中工业用的仪8艘，其他的均用于军事和科学研究。另外，载人和无人混合理潜水器在这个时期也得到发展，已经研制出32艘，其中28艘用于工业服务。（二）结构功能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

6、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。开始研制智能水下机器人系统。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

7、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。（三）应用领域安全搜救，可用于检查大坝、桥墩上是否安装爆炸物以及结构好坏情况遥控侦察、危险品靠近检查水下基阵协助安装/拆卸船侧、船底走私物品检测(公安、海关)水下目标观察，废墟、坍塌矿井搜救等；搜寻水下证据(公安、海关)海上救助打捞、近海搜索；2011年水下机器人最深能在600

8、0米的海底世界，以每小时3至6公里的速度行走，前视、下视雷达给了它“好视力”，随身携带的照相机、摄像机和精确导航系统等，让它“过目不忘”。2011年伍兹霍尔海洋研究所提供的水下机器人在4000平方公里的海域中仅仅花了几天时间便找到了法航航班的残骸，而此前各种船只飞机寻找两年无果。MH370失联客机截至2014年4月7日尚未找到，澳大利亚海事安全局联合协调中心召开发布会，搜救行动处境微妙，需要不断精确搜寻位置，不会放弃希望，搜索