这些深海作业型机器人会改变哪些行业?或许与你息息相关

国外发展情况

1、美国

美国在ROV技术研发和应用方面拥有绝对优势,已经开发了多种型号的ROV系统,工作能力涵盖各类任务和全海深。

美国典型ROV包括OCEANEERING公司Spectrum号(潜深3000米),伍兹霍尔海洋研究所海神(NEREUS)号(自主/遥控混合型水下机器人,简写为ARV,潜深11000米)、Jason & Medea号潜航器(ROV+中继器,潜深6500米)、Nereid UI号(可用于极地海冰调查,潜深2000米),美国夏威夷大学ROVLu’ukai(潜深6000米),蒙特雷湾水族馆研究所ROV Tiburon(潜深4000米)、ROV Doc Ricketts(潜深4000米)等。

a. AUV 模式 b. ROV 模式

图 1 美国“海神”号不同作业模式

2、日本

日本海洋科技中心(JAMSTEC)是日本水下机器人研发和应用的主要机构。代表性的ROV包括Hyper Dolphin(潜深3000米)、Kaiko(潜深11000米,2003年丢失)、kaiko7000(潜深7000米),以及ARV MR-X1(潜深4200米)等。近年来,日本加大ROV技术研发,研究热点集中于遥控作业、声学影像、推进系统、水下定位、陶瓷材料等关键技术。

图2 日本KAIKO 7000作业系统(图源/)

3、韩国

韩国从2013年开始自主研发ROV,并于2017年在韩国海洋科学技术院成立了“水下机器人综合测试中心”,正在开发URI-R、URI-T、URI-L三台ROV,作业水深在500米~2500米,分别可开展管道埋设、水下结构物维修和水下环境调查等工作。

4、欧洲

英国国家海洋中心拥有多台ROV,包括Isis(潜深6500米)和HyBIS(潜深6000米)。英国SMD公司在海底施工作业机器人领域处于全球领先地位,典型ROV包括UT1 TRENCHER(喷冲式海底管道挖沟埋设系统,潜深1500米,作业功率2兆瓦)、QTrencher1400(潜深3000米)等。

图3 ROV- UT1 TRENCHER

法国海洋开发研究院(Ifremer)拥有ROV VICTOR 6000(潜深6000米)、ARV “阿丽亚娜”(Ariane)号(潜深2500米),主要用于海洋科学研究;法国海军拥有H2000大中型ROV(潜深2000米),主要用于沉船或失事飞机的搜寻打捞。

德国亥姆霍兹基尔海洋科学研究中心(GEOMAR)运营多台大型ROV,包括ROV Kiel(潜深6000米),ROV Phoca(潜深3000米)等。

瑞典萨博集团旗下SEAEYE公司开发了多型ROV,典型产品是FALCON号(下潜深度300米,在配备中继器使用时,潜深可达1000米)、ARV Seaeye Sabertooth系列(潜深1200米、3000米)。

国内研发现状

中国科学院沈阳自动化研究所、上海交通大学等单位在20世纪70年代末率先开启ROV研究,先后研制了“海人一号”、“海蟹号”等ROV。近年来,我国ROV研发力量逐步壮大,主要科研机构包括中国科学院沈阳自动化研究所、上海交通大学、中国船舶科学研究中心、哈尔滨工程大学、上海海事大学、西北工业大学、上海海洋大学、浙江大学等;一批企业也加入ROV研制队伍,如天津深之蓝海洋设备科技有限公司、博雅工道(北京)机器人科技有限公司、上海彩虹鱼海洋科技股份有限公司、北京臻迪科技股份有限公司等。发展至今,我国已掌握了大深度ROV关键技术,具备ROV自主设计制造和应用能力,成功研制海龙号、海马号、海象号、海星6000、海龙11000等多型深海ROV,以及“北极”、海龙Ⅲ号、海斗号(最大下潜10888米)、海斗一号(最大下潜10907米)、海筝II型等ARV,装备重量从几十千克到数吨、工作深度覆盖全海深,部分ROV性能达到世界先进水平。目前我国ROV主要运营机构为国家深海基地管理中心、中国科学院深海科学与工程研究所和中国地质调查局广州海洋地质调查局等单位。

表1 我国典型ROV

未来会发展成啥样?

在海洋开发需求牵引和相关技术发展驱动下,ROV呈现如下发展趋势:

一是大深度化。随着深海资源开发和深渊科考需求逐步旺盛,ROV将实现谱系化发展,具备大深度下潜能力的ROV不断涌现。

二是高性能化。未来,ROV作业能力将持续增强,具备高功率、高可靠性、高导航定位与控制精度等特点。

三是电动化。与传统液压驱动ROV相比,电驱动ROV具有体积更小、重量更轻、灵活性更高、环境适应性更好等优势,且不存在漏油风险,将成为ROV发展重要方向之一。

四是专业化。根据日益出现的各种特殊任务需求,ROV将研发配备相应新型专用设备,专业化程度不断增强。

五是模块化。为了提升ROV可维护性和经济性,ROV的各种关键配件将逐步实现标准化、系列化、产业化,做到关键配件“即插即用”式安装和更换。

六是协同化。随着各类水下机器人应用的不断增多,会需要ROV与其他类型水下装备协同作业,共同完成更加复杂的任务,提高作业效率。

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