摘要：为满足深海领域商业开发对高强度电子舱的轻量化需求,文章提出采用碳纤维复合材料筒体与金属端盖组合设计深海机器人的电子舱,并基于经典层合板理论提出一种简化的电子舱承压结构壁厚尺寸设计方法。该设计方法简化了金属端盖内的应力分布和碳纤维复合材料堆叠的理论模型,从而能够快速地给出设计推荐数值;且在所给出的推荐数值下,碳纤维舱体重量比铝合金、钛合金舱体均具有显著优势,较铝合金的轻70%,较钛合金的轻20%。第四强度理论和传统层合板理论被分别用于逐层校核该方法给出的电子舱设计强度,结果显示金属端盖的安全系数为0.866,所设计的3000m和6000m两种级别复合材料筒体安全系数分别达到0.56和0.66,均小于1;有限元计算也被用于校核电子舱的设计强度,结果表明,3000m环境和6000m环境对应的铝合金/钛合金端盖和碳纤维筒体应力极限均未超过对应材料的许用极限,验证了该设计方法的有效性。

摘要：以深海生态无人科学考察4000m以上的作业水深、150马力@50Hz作业功率、具备多样性科考工具搭载能力及远程操控等功能为设计目标,文章给出了一种科考级重型ROV成套系统的设计方案。其采用了ROV本体轻量化高功率密度、5级海况下自排缆双冗余驱动收放、便捷分布式紧凑型水面远距离供电控制及组合式作业工具等设计技术,可实现ROV本体4000 m飞行、安全布放回收及无人深海科考作业等功能,且部分部件可推广应用于6000m平台。最后,基于油压补偿推进器、灯控箱、工具阀箱及水下电子舱等关键自制零部件,研制了ROV成套系统工程产品;并通过单体部件级、子系统级及整机系统级测试,以及首次海试和9天8个潜次的深海生态科考任务,取得了大量科考样本和数据,有效检验了该ROV系统的作业能力及可靠性。

摘要：压力补偿器对深海水下机器人(remotely operated vehicle,ROV)的作业深度和作业性能等有重大影响。为了加强压力补偿器在深海ROV中的工程化应用,文章对ROV中压力补偿器的设计开展研究。通过分析比较不同材质、相同体积的ROV阀块与阀箱壳体重量发现,若采用不锈钢材质与钛合金材质的阀块与阀箱壳体,无需采用压力补偿器即可满足其耐压性能要求,但ROV的质量分别增加约187%和74%;而采用铝合金阀块和阀箱壳体与补偿器的融合设计的ROV,具有重量轻、结构紧凑及大水深作业的优异性能。以滚动膜片式压力补偿器的设计为例,通过分析其结构特点和静态性能指出,调节弹性元件及结构件的相关参数可确定补偿压力与海水压力的压力差,使压力补偿器的补偿压力满足使用要求;此外,依据滚动膜片式压力补偿器的油液收缩与油液膨胀原理等,给出了压力补偿器体积计算原则,指出压力和温度是影响补偿器体积选择的重要参数,依此原则设计的压力补偿器可使ROV应用于5000 m(约50 MPa)的深海而无需加装厚实的耐压结构来保护。文章最后从密封性能、结构设计及压力补偿3个方面对压力补偿器技术未来的发展进行了展望。

摘要：本文详细介绍深海工作级ROV的供电系统负载情况,分析了ROV供电系统设备选型的关键技术问题,针对ROV供电系统特殊需求提出了关键参数的选择计算方法。最后,以6000米级150hpROV为例进行供电系统关键参数选择计算,并通过仿真及实际应用验证说明其可行性。

摘要：本文描述了某型号屏幕显示器在运用过程中语音丢失的情况,结合系统原理和芯片参数对丢失原因进行了分析,并提出了解决方案,对设计和现场提供了指导。

摘要：目前,海洋波浪补偿装置仿真模型通常过于复杂,不利于直观理解其动力学特性和性能机理。对此,文章以一种满足深海重型水下机器人布放回收作业的摆臂式、气液混合驱动的被动波浪补偿装置(passive heave compensation,PHC)为研究对象,分析其复杂波浪补偿过程和非线性动力学特征;通过构建合理的建模假设,降低建模难度,推导出系统动力学和运动学简化数学模型,并开发对应的数值仿真软件;开展基于模型的稳定和动态仿真分析,提出可能影响被动补偿性能的主要因素,包括蓄能器容积、初始充氮压力和充油后氮气压力等。通过仿真不同设计参数和系统状态的波浪补偿装置在静水面和3级海况下的波浪补偿性能,对比仿真影响波浪补偿性能的主要因素,结果验证了该被动波浪补偿装置在补偿行程、脐带缆拉力变动响应灵敏度等方面的补偿性能,以及该算法模型的有效性;并根据对比结果,提出通过适当调节蓄能器体积和氮气压力来改善波浪补偿装置性能的使用和设计建议。

摘要：受限于水下环境和观察角度,精确地控制水下机械臂完成水下自主作业任务具有很大的挑战性。针对这一问题,考虑到强化学习算法对环境具有强大的自适应能力,文章提出一种水下机械臂自主控制方法。首先,其设计了一种近端策略优化(PPO)结合行动器-评判器(AC)的强化学习算法训练自主控制策略;其次,对训练过程中出现的稀疏奖励问题,提出了一种基于人工势场法的奖励塑造方法;最后,在仿真试验环境中对基于上述方法训练得到的自主控制策略进行了验证。验证结果表明,该策略可以有效收敛并自主控制水下机械臂向目标位置精确移动,移动快速、过程流畅,末端执行器运动轨迹平滑、稳定。

摘要：对典型高性能水下机械手电液伺服系统进行分析,以Schilling公司的Titan 4七功能机械手为例,建立了电液伺服系统的数学模型;针对水下机械手的工作特点,借鉴地震模拟振动台广泛采用的三状态控制技术,设计了伺服控制策略,采用PID和前馈补偿控制的方法,实现了快速响应和高精度的控制效果。Matlab/Simulink仿真结果表明,采用基于三状态控制技术的前馈补偿控制算法可有效提高系统响应速度,扩展了机械手在复杂水下环境中的作业能力。

摘要：针对水下机器人在路径规划中遇到的约束条件复杂、寻优算法性能不稳定、路径不平滑等问题,文章提出了一种基于改进粒子群算法的水下机器人路径规划方法。首先,基于函数模拟法构建水下地形及障碍物环境;其次,在优化目标设计方面,从减少能耗的角度出发,文章在传统路径长度最短的基础上,又增加了对水下机器人姿态角度变化以及转向节点位置分布均匀性的优化,以进一步适应实际情况;然后,分析了粒子群算法中惯性权重对算法性能的影响,引入了改进措施,以提高算法的寻优性能;最后,将计算出的初始路径采用B样条曲线进行平滑处理,得到最终的机器人运动规划轨迹。仿真实验结果表明,文章所提路径寻优方法相较于传统蚁群算法和粒子群算法,综合能耗分别降低了56.6%和19.3%,在求解能力和收敛性上也表现出了更优的性能。

摘要：以海洋探测中运用较多的脐带缆为使用对象,清理脐带缆在回收时表面附着的海水和其他杂质为目的,设计一种线缆冲洗吹干装置。装置通过多个模块之间的配合,使脐带缆依次穿过多个区域,分别利用清水对脐带缆进行冲洗、高压气体对脐带缆进行吹干,使脐带缆穿过这些区域后达到清洁的效果,并利用排出孔道排出废气、废水,保持工作场地的干燥和清洁。装置具有操作便捷、结构简单、成本低、使用方便等特点。