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/> 3.8 本章小结 19
第四章 MCROV软件设计 21
4.1 前言 21
4.2 上位机人机交互界面的设计 21
4.3 通讯接口电路设计 25
4.4 本章小结 26
第五章 总体验证试验和水下试航实验 27
5.1 引言 27
5.2 陆上调试和水密性实验 27
5.3 姿态测试实验 28
5.4 定航实验 29
5.5 定深实验 30
5.6 功能验证实验 31
5.7 本章小结 34
结语 35
致谢 36
参考文献 37
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
随着社会的不断地发展，人类对于资源的需求越来越大，而陆上资源十分有限，但海洋中则蕴藏着丰富的资源，是人类的资源宝库[1]。为了能够较好的探测和开发深海资源，各国研究者加快了对海洋探测装置和开采设备的研究与开发。水下机器人拥有高效、经济、安全等优点，因此可以替代潜水人员在深度大和危险系数高的环境中进行强度高、负荷大的工作，是开发海洋丰富资源不可或缺的工具。
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图1.1 水下机器人的分类
如图1.1所示，水下机器人一般划分为三类[2]：
载人水下机器人（Human Occupied Vehicle，HOV），体积大，且大部分HOV是自由航行式的，必需要求工作人员在潜水器内部进行操作，由于该水下机器人下潜的深度比较深，故对人员的危险系数也比较大，所以就要求其必需配备救生等设备，大大限制了HOV的使用范围。
自治无人水下机器人（Autonomous Underwater Vehicle，AUV），AUV潜水深度大，无脐带缆，不需要载人，且占用空间小，其水下作业是在预先编设完成的程序下自行完成的，不需要人为干预，但需要自带可以提供能源的设备。AUV具有很强的实时性，在军事和经济上都有比较好的应用前景，已经成为许多国家的研究与开发的重心。
带缆遥控水下机器人（Remotely Operated Vehicle，ROV）。ROV分水面控制系统和水下机器人本体两部分，由脐带缆连接，并由其进行能源的供应与信息的交换，如图1.2所示。拥有灵活、动力足、下潜深、强续航力及适应性强等特点，被广泛用于深海水下的安装与维修及勘测等方面，已经成为水下作业极其重要的设备，特别是潜水工作人员与ROV的相互配合工作方式已被广泛应用。因此，对海洋水下作业的安全高效进行具有十分重要的意义。
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图1.2 ROV系统框图
海洋工程产业是我国“十二五”的重要新兴产业之一，其所需的新型作业装备的研究与开发在提升我国海洋工程产业技术的创新能力方面具有非常重要的意义。而海洋工程中的大多数工程项目，包括FPSO及大型海上结构物水下部分的探测、平台导管架安装、海洋平台导管架安装检测及维修、海底电缆和输油管道铺设等都得依靠智能遥控式水下机器人（ROV）的配合。因为我国新型水下探测装备发展和海工产业的逐渐发展的需求，进行多功能模块化、运行稳定且能在复杂环境下工作的水下结构检测以及海底勘探ROV的研究与开发，可以拥有具有自主知识产权的核心技术，这对我国海洋工程产业的发展起到了强大的技术支撑作用。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 ROV的发展现状
1960年由美国研制了第一台ROV—“Curve1”，该水下机器人诞生六年后与有人潜水机器人配合，寻回了一颗丢失的氢弹，自此世界各国开始开展ROV的开发与研制[3]。
70年代以后，因为近海油气开发的需要，加上计算机技术和电子技术的应用，使得ROV的研究与开发取得了较快发展，小型的ROV可以小到几千克，大型的ROV可以大到几十吨，拥有几百种型号。美国研制的ROVMAX Rover属于大型电驱水下机器人，重795公斤，可在3千米以内的水下负载90千克作业，强劲的水下推进器能够给机器人提供垂向34公斤、横向39公斤、纵向173公斤的推力，使其获得3节的航速，并且可以在2.5节海流中顶流作业[4]。在国外许多公司已将ROV商业化，提供零件、整机以及服务：美Seabotix公司的LVB，如图1.3所示，Videoray公司的PRO，俄IndelPartner公司的GNOM，如图1.4所示是瑞典萨博海眼公司设计的Seaeye，都已形成成熟的系列化产品。

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