深海水下機器人是當前深海探測與作業的主要手段。1997年5月21日至6月27日，由中國科學院瀋陽自動化研究所聯合聲學所等單位研製的6000米無纜自治水下機器人（AUV）CR-01，圓滿完成了太平洋海底的各項調查任務，開啟了我國深海水下機器人研發及應用的新篇章。
在傳統的幾類水下機器人中，與AUV名頭相當的還有遙控水下機器人（ROV）和載人潛水器（HOV），其中ROV以其高效、長時、強作業能力等特點而備受關注，在石油平臺、海洋工程等領域作業發揮重大作用，今天就為大家介紹一下ROV。
你聽說過ROV嗎？
遙控水下機器人，英文全稱 Remotely Operated Vehicle，簡稱ROV，又稱無人遙控水下機器人。所謂無人遙控，就是指機器人本體自己下潛到深海去工作，操控人員在母船上進行遠程遙控。
怎麼遙控呢？原來ROV有根「臍帶」一樣的臍帶纜與母船相連接，母船上的ROV控制臺通過臍帶纜向ROV本體傳輸動力、控制信號等，水下視頻、圖像以及傳感器採集到的數據也是通過臍帶纜傳回控制臺的。
ROV分這麼多種
——根據機器人個頭大小和作業能力，ROV可分為觀測型和作業型。觀測型ROV主要用於海底資源探測、電纜檢查等，通常較小，多用於執行淺水任務。作業型ROV主要用於海底沉物打撈、資源開發、深海科考等，既有觀測型ROV的功能，如配備了光源、攝像機、聲吶、傳感器等設備，又有作業功能，如安裝了多功能機械手。
——根據機器人運動方式，ROV可分為浮遊和履帶爬行兩種，當前用於深海採礦和掩埋電纜的大都採用履帶爬行方式。
——根據作業深度，ROV可分為淺海級、深海級和深淵級。絕大多數觀測型ROV屬於淺海級ROV，多數作業型ROV屬於深海級ROV，目前世界上只有少數幾個國家擁有深淵級ROV。
——根據ROV配置方式的不同，ROV系統可分為有中繼器與無中繼器兩種模式。帶中繼器的ROV在小範圍精確作業操縱性好，但是中繼器與水下機器人本體水下分離和對接時具有一定難度。
無中繼器ROV系統（典型代表：中科院瀋陽自動化研究所研製的海星6000 ROV）
有中繼器ROV系統（典型代表：中科院瀋陽自動化研究所研製的海星1000 ROV）
ROV有什麼本領？
說了這麼多，ROV到底有什麼用呢？可不要小看它，ROV應用範圍非常廣泛，在深海作業領域有著不可替代的作用，主要包括：
科考：包括水下、冰下環境、生物的觀測與研究；水下考古觀察和文物打撈；近海底巖石、泥樣採集和鑽探取樣；深海測量、海底剖面測繪、海洋水文研究；深海礦藏勘探等。
搜救：搜尋、定位和回收打撈失事飛機、艦船的殘骸等。
安裝：包括海底管道及電纜的開溝埋設，水下輸油管道的連接、檢測，海底安裝物的維護和修理。
維修：海洋鑽探和建造支持，視頻觀察、監測安裝、操作支持到維修。
檢測：跟蹤水下管線以檢測漏點，確定管線的安全狀態；監測石油平臺的腐蝕和堵塞情況，定位破損、查找裂縫和評估海洋生物汙染；碼頭、樁基、橋梁、大壩水下部分檢修和破損評估，航道排障與港口作業。
環境：在管線、電纜和設備安裝之前，對環境進行視頻和聲學掃查。
清除：石油平臺、船底、水庫壩面和攔汙柵的清刷，清理等。
瀋陽自動化所的ROV研製歷程
瀋陽自動化所已經研製ROV幾十年啦，這是我們的ROV家族：
年份
名字
備註
圖片
1984年
海人一號
「HR-1」
我國首套ROV，也是我國首套水下機器人
1987年
瑞康IV
「RECON-IV」
我國首套ROV產品並出口
1987年
海蟹號
「Sea Crab」
第一套爬行ROV
1992年
海人號
「HR-SIA」
觀察型
1994年
海人100
「HR-100」
觀察型
1995年
援潛系列
「YQ2」
打撈作業
2000年
海星300m ROV
打撈作業
2003年
海極號
「Sea Pole」
我國首套極地科考ROV
2003年
海星埋纜ROV
「CISTAR」
我國首套埋纜ROV
2006年
海星1000m ROV
我國首套1000米作業型ROV定型產品
2016年
海星6000 ROV
我國首套6000米科考ROV
「海星6000」 ROV——突破6000米深度！
「海星6000」ROV是瀋陽自動化所最新研製的ROV產品。它是一種無中繼模式的ROV。ROV本體通過臍帶纜直接與母船相連接，臍帶纜起著物理連接、能源供給與信息傳輸等作用；「海星6000」全系統主要由ROV載體系統、控制系統、動力與輔助系統、水面收放系統深海升降運載平臺等組成。
「海星6000」ROV系統組成
「海星6000」ROV海試照片
「海星6000」上裝備了先進的照明攝像單元，主要用於監視ROV水下作業、拍攝海底生物以及環境的高清視頻，並為ROV運動、採樣作業等提供照明支持。它配備了2臺高清攝像機、2臺標清攝像機以及4臺低光攝像機。
高清攝像機分為科學高清和駕駛高清，科學高清攝像機主要用於拍攝深海生物及環境的高清視頻，為科學家研究提供高質量視頻資料；駕駛高清攝像機主要為操作員提供海底高清視頻信息，使操作員駕駛ROV過程中獲得更好的視覺體驗，同時便於ROV操作員進行海底的精細操作。
2臺標清攝像機布置於水下機器人前框架，用於俯拍監視採樣託架內及機械手作業情況，4臺低光攝像機分別用於觀察臍帶纜水下狀態、採樣託架內工具狀態、輔助觀察機械手及採水瓶工作狀態。「海星6000」共配備7臺水下燈，其中3臺為科學家高清攝像機提供照明支持。
「海星6000」ROV本體照明攝像單元總體布局
「海星6000」上裝備了一套瀋陽自動化所自主研製的7000米7功能深海主從伺服液壓機械手及多型個性化科考作業工具。這款機械手也是很厲害的，自研機械手在水下設備移位和生物、沉積物、巖石取樣中發揮重大作用，已有2套安裝在「深海勇士」HOV上，目前瀋陽自動化所研製的全海深液壓機械手已完成海試，其工作深度可達11000米。
繼2017年9月6000米深海試驗成功後，「海星6000」ROV於2018年10月重返6000米海域挑戰我國ROV最大下潛深度。它與同在海洋先導專項支持下研製的「冷泉」號著陸器和拉曼光譜儀等協同完成了冷泉區科考工作。「海星6000」完成了對著陸器的搜尋、精準移位與協同觀測、天然氣水合物的原位收集與拉曼光譜儀原位探測、冷泉區水樣原位過濾固定及宏生物、沉積物與水樣的採集等。
「海星6000」海底移位著陸器
「海星6000」利用拉曼光譜儀原位探測
在加瓜海脊海域開展的2000米級科考應用潛次中，「海星6000」一天內完成了三個不同底質位點的巖石、水樣採集工作，下潛深度分別為1700米、2100米和2200米，獲取巖石樣品分別為190kg、106kg和80kg，最大單體巖石重量61kg。連續大強度的科考作業，進一步驗證了它的穩定性和可靠性。
「海星6000」利用自研機械手採集海底巖石
2100米海底獲取的巖石樣品
在6000米級潛次中，「海星6000」在海底連續工作3小時，完成了6000米近海底大範圍航行觀察、生物調查、海底特徵表層沉積聚成物獲取、泥樣和水樣採集、模擬黑匣子搜索打撈、標識物放置及深海浮力調節功能試驗等，最大工作深度6001米，創造我國ROV最大潛深的紀錄！
「海星6000」在6000米海底插國旗
6000米海底拍攝到的生物
整個航次期間，「海星6000」順利完成了1000米、2000米、4000米、6000米多個深度等級共計9個潛次的綜合科考任務，開展了深海生物、沉積物、水樣、巖石等系列化取樣、深海模擬打撈及雷射拉曼的原位測量、深海生物、地質等觀測，全面驗證「海星6000」綜合科考能力。
在眾多水下作業裝備中，ROV以其高效、長時、強作業能力等特點而備受關注，在石油平臺、海洋工程和深海科考等領域作業發揮重大作用，近年來我國在深海ROV研製開發和應用方面高速發展，國產ROV的推廣應用任重而道遠，科研人員將不懈努力！
來源：中國科學院瀋陽自動化研究所
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