无人水下机器人，腹部作业型ROV带你回家啦

　　面临卑劣的水下环境，人类的潜水深度有限，水下机器人应时而生，可正在高度危险环境、被污染环境和零可见度地区取代人工正在水下好长时间功课。

　　水下机器人自20世纪后半叶诞生起，正在海洋资源开辟、海洋法律取证、科学研究和军事等行业获得遍及的利用，近年来，比拟典范的例子有2013年伍兹霍尔海洋研究所的水下机器人探求法航航班残骸的义务，2014年“蓝鳍金枪鱼”号履行探求马航残骸的义务。

　　水下机器人可分为无人水下机器人（UUV）和载人水下机器人（HOV），而UUV可分为有缆遥控水下机器人（ROV）和无缆自治水下机器人（AUV）2大类。

　　因为水下环境特别，AUV一般要本身携带能源正在水下功课，功课时长和续航力均有研制，需要对其收受接管，开展保护保障、能量填补和信息读取，是以高效的收受接管功课是轮回行使水下机器人的重要保障，收受接管安装的控制系统更是亟待打破的关键技术。

　　华中科技大学缓国华传授团队以腹部功课型水下遥控机器人（ROV）为研讨工具，已完成遥控形式下的各项功效开辟、对接、收受接管义务和肯定的自动控制试验，水池试验的对接收受接管成功率为90%摆布。

　　为了进步海洋资源的开辟本领，建立海洋强国，必需大力发展我国海洋手艺，特别是深海探测、运载及功课手艺。水下机器人则是海洋资源的勘察和开辟的主要东西之一。

　　近年来，UUV遍及应用于海洋探测、开辟、搜救等行业。智能水下机器人作为高效率的水下事情平台正在海洋开辟和哄骗中起着至关重要的作用。针对水下庞杂多变的环境和无缆型UUV动力受限、掌握庞杂等近况，UUV的接纳成为必需处理的困难。

　　现阶段，国内外适用于对接及接纳UUV的腹部功课水下机器人的功课体例主要为多机械手协同抓取或液压U型架夹持，这一些体例存在节制难度高、体积大、易导致海洋环境污染等错误谬误。

　　针对无人水下机器人（UUV）的接纳使命请求，研制开发一台新式腹部功课型水下遥控机器人（ROV）。腹部功课型ROV不同于普通的依靠机械手功课的传统ROV，其经过腹部功课机构完成取UUV的水下对接取接纳，具有体积小、污染低、功耗低等长处。而性能牢靠的控制系统是腹部功课型ROV完成指定使命的条件和保障。

　　新研的腹部功课型ROV由水面监控台、脐带缆和ROV本体3个局部构成，整体布局如图1所示。腹部功课型ROV正在开展UUV捕捉收受接管功课使命时，首先依据水面监控计算机显示的水下视频信息操纵手操盒，驱动ROV本体活动，探求并靠近UUV；操纵ROV使其腹部功课机构锥形导向筒取UUV的底部对接杆对接；操纵腹部功课机构电动推杆，锁紧UUV对接杆，完成捕捉使命。

　　图 1 腹部功课型ROV体系整体构造

　　腹部功课型ROV掌握系统分为水面集控台和水下掌握器2绝多数，以一体化工业加固计算机为水面监控单位，PC104嵌入式工业掌握计算机为水下主控单位，各驱动板为驱动单位的掌握系统架构，如图2所示。

　　图 2 水面监控软件运转界面图

　　经由过程对腹部功课型ROV的六自由度空间活动方程举行简化，获得水平面主动定向节制传递函数，并设计了基于夹杂灵敏度的H∞鲁棒主动定向节制器。Simulink仿真结果表明，相比传统PID节制器和恍惚节制器，H∞鲁棒主动定向节制器具有更好的静静态性能，正在参数存正在肯定摄动的情况下仍表现出优越的鲁棒性。

　　通信单项试验、体系联调试验、对接及接纳使命水池试验（图3和图4）、主动定向试验表白，腹部功课型ROV具有优秀的水平面活动本领，即便初始艏向角毛病较大，对接接纳的成功率仍可达 90%，其可靠性和实时性强，可以知足UUV接纳使命的请求。

　　图3 对接过程中

　　图4 对接胜利后起吊出水