中继器的作用-【海洋科普】水下机器人的结构功能、用途优势和应用领域

水下机器人也称无人遥控潜水器，是一种工作于水下的极限作业机器人。水下环境恶劣危险，人的潜水深度有限，所以水下机器人已成为开发海洋的重要工具。

水下机器人的结构功能

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。

水下机器人的优势

1.水下可视性远低于空中。通俗地说，在地面上你可以登高望远，可以极目远眺。但是在水中，人眼可见范围会随着亮度的降低而变小。隐约记得在海中下潜20米后，肉眼不能依靠自然光源观测周围环境。但是有了水下机器人后，可通过操作完成百米的下潜和远达五百米的距离，意味着可以在纵深数百米的水域进行活动和观测。

2.水下阻力高于空气阻力首先说空气阻力，空气阻力受飞行速度，接触面积，空气密度等因素的影响，所以通常航拍前会有飞行环境测试。而水的阻力是空气阻力的800倍。要想在水中操作无人机流畅使用，难度可想而知。

3.电池续航能力问题上面说了水中阻力大于空气阻力，阻力越大耗能越多，所以电池续航能力是无人机的一大短板。

水下机器人操作简易实用。在智能设备上下载APP进行远程操作中继器的作用，即可实时执行动作。机动性能好，可操作性强，无人员伤亡风险等。其次，操作简易实用。在智能设备上下载APP进行远程操作，即可实时执行动作。

首先，从发展背景来说：传统的水下作业，人工操作不仅十分复杂，人身安全也无法完全保障。而且随着人类海洋活动的日趋广泛，水上、水下各类产业发展不断提速，未来对于水下机器人的需求也将持续上涨，这是大势所趋。

其次，从应用领域来说：水下机器人与陆上无人机类似，发展潜力十分宽泛，可以广泛应用在渔业养殖、船体检修、观光潜水、海矿探测、海洋监测、生物研究、水下导航、水下救援、管道检测等诸多领域中继器的作用，能够很好地契合未来海洋经济的发展方向，助力“水域产业的增速扩张。

此外，从产品优势来说：随着水下机器人技术升级与成熟应用，不仅可以大幅降低人工作业风险，而且还能提升作业效率，并减少相应的支出成本。同时，在其他前沿技术的融合推动下，水下机器人无论是综合性能，还是性价比水平，都在持续提升，既可以更好地完成工作，也有利于促进这个产业的规模化发展。

水下机器人的应用领域

1、安全搜救领域：（1）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；（2）遥控侦察、危险品靠近检查；（3）水下基阵协助安装/拆卸；（4）船侧、船底走私物品检测(公安、海关)；（5）水下目标观察，废墟、坍塌矿井搜救等；（6）搜寻水下证据(公安、海关)；（7）海上救助打捞、近海搜索。

2、管道检查：（1）可用于市政饮用水系统中水罐、水管、水库检查；（2）排污/排涝管道、下水道检查；（3）洋输油管道检查；（4）跨江、跨河管道检查。

3、船舶河道海洋石油：（1）船体检修；水下锚、推进器、船底探查；（2）码头及码头桩基、桥梁、大坝水下部分检查；（3）航道排障、港口作业；（4）钻井平台水下结构检修、海洋石油工程。

4、科研教学：（1）水环境、水下生物的观测、研究和教学；（2）海洋考察；（3）冰下观察。

5、水下娱乐：（1）水下电视拍摄、水下摄影；（2）潜水、划船、游艇；（3）看护潜水员，潜水前合适地点的选择。

6、能源产业：（1）核电站反应器检查、管道检查、异物探测和取出；（2）水电站船闸检修；（3）水电大坝、水库堤坝检修(排沙洞口、拦污栅、泄水道检修)。

7、考古：水下考古、水下沉船考察。

8、渔业：深水网箱渔业养殖，人工渔礁调查。

无人无缆潜水器尚处于研究、试用阶段，还有一些关键技术问题需要解决。无人无缆潜水器将向远程化、智能化发展，其活动范围在250～5000公里的半径内。这就要求这种无人无缆潜水器有能保证长时间工作的动力源。在控制和信息处理系统中，采用图像识别、人工智能技术、大容量的知识库系统，以及提高信息处理能力和精密的导航定位的随感能力等。如果这些问题都能解决了，那么无人无缆潜水器就能是名副其实的海洋智能机器人。海洋智能机器人的出现与广泛使用，为人类进入海洋从事各种海洋产业活动提供了技术保证。

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