《无人遥控潜水器技术》介绍无人遥控潜水器的基本系统组成及各子系统的设计和选型方法。全书共分10章,第1章介绍潜水器的定义与分类、发展历程与现状,以及意义与应用;第2~8章分别介绍无人遥控潜水器的设计基础与本体设计方法、操纵与控制、能源和传输系统设计、吊放回收系统与中继器、控制系统设计、传感器与作业工具等。第9章简要介绍国外比较著名的无人遥控潜水器,重点介绍我国自主研发的“海马4500号”ROV及其在海洋地质勘探和科学考察方面的应用。
本书可供从事无人遥控潜水器研究的科研人员、研究生以及工程技术人员阅读参考。
在众多潜水器中,无人遥控潜水器(remotely operated vehicle,ROV)是目前应用最广泛的一种,它通过脐带缆与水面母船连接,能源和信息的传输借助于脐带缆,母船上的操作人员可以通过安装在ROV 上的摄像机和声呐等专用设备实时观察到海底的状况,并通过脐带缆遥控操纵ROV、机械手和配套的作业工具进行水下作业。因为ROV 带有脐带缆,所以它适合进行水下定点作业,而非大范围的探查;也因为ROV 需由脐带缆供电,它才具有作业能力强、作业时间不受能源限制等特有的优势,从而成为水下作业,尤其是深海作业不可或缺的装备。此外,ROV 能够在各种海底环境条件下长时间地执行高强度的定点复杂作业,避免了深潜人员的作业风险。毋庸置疑,ROV 是人类进入深海、探测深海和开发深海必不可少的技术手段,也是衡量一个国家海洋工程装备水平的重要标志之一。
本书是国家出版基金及“十三五”国家重点图书出版规划项目“海洋强国出版工程:高技术船舶与海洋工程装备系列”之一,本书的编写既参考了国内外相关领域的最新成果,又汲取了我国自主研制的4500米级“海马号”ROV 以及其他系列ROV 产品的研发经验,旨在为读者呈现更切合实际、更实用的工程经验和技术。所有参与编写本书的专家都亲历了“海马号”ROV 的研制,多年来大家对无人潜水器的研制与教学成果进行整理与总结,最终形成本书,目的在于为ROV 系统的设计制造、安装调试以及使用维护等提供宝贵的经验和便捷的方法,同时提供最新、最具工程实践意义的资料数据和工程实例,顺应现代ROV的发展,为广大科研工作者提供学术参考。
本书共10章。第1章为ROV 的概述,介绍潜水器的定义、分类和特点,以及ROV 的发展现状与应用需求。第2章介绍ROV 的设计基础,包括设计目标、任务、标准、设计开发流程、设计特征,ROV 的系统组成、吊放和回收模式,本体结构、控制,以及能源和信息传输等。第3章详细介绍ROV 的本体设计,其中包括本体结构框架设计、浮力材料、总布置、动力与推进系统、控制系统、导航定位系统、性能估算与结构校核等。第4章介绍ROV 的操纵与控制,包括运动无人遥控潜水器技术坐标系和方程的建立、控制方法以及控制模拟技术。第5章介绍ROV 的能源和信息传输系统设计,包括脐带缆设计。第6章介绍吊放回收系统和中继器,其中包括脐带绞车设计与选型、升沉补偿系统和中继器等。第7章介绍ROV 的控制系统设计,包括水面控制系统和水下控制系统等。第8章介绍ROV 的传感器和作业工具以及作业工具底盘等。第9章介绍国内外具有代表性的ROV及其应用成果。第10章介绍ROV 的最新发展趋势。
本书汲取作者所在课题组研发ROV 的实践经验进行编写,取材翔实可靠,力求真实新颖,图文并茂,可读性强,能够帮助从事ROV 设计的学者和工程师在短期内系统地掌握其设计方法和工程应用,解决ROV 研发过程中遇到的一些普遍问题。
本书内容提要由魏照宇撰写;前言和第1章由连琏、魏照宇撰写;第2章由连琏和平伟编写;第3章由刘纯虎、黄永展、张小超、陈宗恒及平伟等编写;第4章由姚宝恒和张金华编写;第5章由谢书鸿、平伟和刘纯虎等编写;第5章由平伟、马厦飞和魏照宇编写;第7章由刘纯虎和黄永展等编写;第8章由陈宗恒、罗高升、平伟、连琏编写;第9章由陶军、陈宗恒、连琏、魏照宇编写;第10章由连琏和魏照宇编写;全书由连琏、魏照宇完成统稿。
本书的编写得到了国内多家同行单位、多位专家学者以及广大读者的大力支持与帮助,他们为本书提供了很多最新的技术成果、信息、经验和心得,以及翔实生动的资料和数据。与此同时,本书作者还参考了国内外同行的很多相关优秀著作,作者在此一并表示致谢。