深海水下机器人是当前深海探测与作业的主要手段。1997年5月21日至6月27日，由中国科学院沈阳自动化研究所联合声学所等单位研制的6000米无缆自治水下机器人(AUV)CR-01，圆满完成了太平洋海底的各项调查任务，开启了我国深海水下机器人研发及应用的新篇章。

        在传统的几类水下机器人中，与AUV名头相当的还有遥控水下机器人(ROV)和载人潜水器(HOV)，其中ROV以其高效、长时、强作业能力等特点而备受关注，在石油平台、海洋工程等领域作业发挥重大作用，今天就为大家介绍一下ROV。

 

你听说过ROV吗?

　　遥控水下机器人，英文全称 Remotely Operated Vehicle，简称ROV，又称无人遥控水下机器人。所谓无人遥控，就是指机器人本体自己下潜到深海去工作，操控人员在母船上进行远程遥控。

　　怎么遥控呢?原来ROV有根“脐带”一样的脐带缆与母船相连接，母船上的ROV控制台通过脐带缆向ROV本体传输动力、控制信号等，水下视频、图像以及传感器采集到的数据也是通过脐带缆传回控制台的。

 

ROV分这么多种

　　——根据机器人个头大小和作业能力，ROV可分为观测型和作业型。观测型ROV主要用于海底资源探测、电缆检查等，通常较小，多用于执行浅水任务。作业型ROV主要用于海底沉物打捞、资源开发、深海科考等，既有观测型ROV的功能，如配备了光源、摄像机、声呐、传感器等设备，又有作业功能，如安装了多功能机械手。

　　——根据机器人运动方式，ROV可分为浮游和履带爬行两种，当前用于深海采矿和掩埋电缆的大都采用履带爬行方式

　　——根据作业深度，ROV可分为浅海级、深海级和深渊级。绝大多数观测型ROV属于浅海级ROV，多数作业型ROV属于深海级ROV，目前世界上只有少数几个国家拥有深渊级ROV。

　　——根据ROV配置方式的不同，ROV系统可分为有中继器与无中继器两种模式。带中继器的ROV在小范围精确作业操纵性好，但是中继器与水下机器人本体水下分离和对接时具有一定难度。

无中继器ROV系统(典型代表：中科院沈阳自动化研究所研制的海星6000 ROV)

有中继器ROV系统(典型代表：中科院沈阳自动化研究所研制的海星1000 ROV)

 

ROV有什么本领?

　　说了这么多，ROV到底有什么用呢?可不要小看它，ROV应用范围非常广泛，在深海作业领域有着不可替代的作用，主要包括：

　　 科考：包括水下、冰下环境、生物的观测与研究;水下考古观察和文物打捞;近海底岩石、泥样采集和钻探取样;深海测量、海底剖面测绘、海洋水文研究;深海矿藏勘探等。

　　 搜救：搜寻、定位和回收打捞失事飞机、舰船的残骸等。

　　 安装：包括海底管道及电缆的开沟埋设，水下输油管道的连接、检测，海底安装物的维护和修理。

　　 维修：海洋钻探和建造支持，视频观察、监测安装、操作支持到维修。

　　 检测：跟踪水下管线以检测漏点，确定管线的安全状态;监测石油平台的腐蚀和堵塞情况，定位破损、查找裂缝和评估海洋生物污染;码头、桩基、桥梁、大坝水下部分检修和破损评估，航道排障与港口作业。

　　 环境：在管线、电缆和设备安装之前，对环境进行视频和声学扫查。

　　 清除：石油平台、船底、水库坝面和拦污栅的清刷，清理等。

　　沈阳自动化所的ROV研制历程

　　沈阳自动化所已经研制ROV几十年啦，这是我们的ROV家族：

　　

“海星6000” ROV——突破6000米深度!

“海星6000”ROV系统组成 

海星6000”ROV海试照片

　　“海星6000”上装备了先进的照明摄像单元，主要用于监视ROV水下作业、拍摄海底生物以及环境的高清视频，并为ROV运动、采样作业等提供照明支持。它配备了2台高清摄像机、2台标清摄像机以及4台低光摄像机。

　　高清摄像机分为科学高清和驾驶高清，科学高清摄像机主要用于拍摄深海生物及环境的高清视频，为科学家研究提供高质量视频资料;驾驶高清摄像机主要为操作员提供海底高清视频信息，使操作员驾驶ROV过程中获得更好的视觉体验，同时便于ROV操作员进行海底的精细操作。

　　2台标清摄像机布置于水下机器人前框架，用于俯拍监视采样托架内及机械手作业情况，4台低光摄像机分别用于观察脐带缆水下状态、采样托架内工具状态、辅助观察机械手及采水瓶工作状态。“海星6000”共配备7台水下灯，其中3台为科学家高清摄像机提供照明支持。

海星6000”ROV本体照明摄像单元总体布局

　　“海星6000”上装备了一套沈阳自动化所自主研制的7000米7功能深海主从伺服液压机械手及多型个性化科考作业工具。这款机械手也是很厉害的，自研机械手在水下设备移位和生物、沉积物、岩石取样中发挥重大作用，已有2套安装在“深海勇士”HOV上，目前沈阳自动化所研制的全海深液压机械手已完成海试，其工作深度可达11000米。

　　继2017年9月6000米深海试验成功后，“海星6000”ROV于2018年10月重返6000米海域挑战我国ROV最大下潜深度。它与同在海洋先导专项支持下研制的“冷泉”号着陆器和拉曼光谱仪等协同完成了冷泉区科考工作。“海星6000”完成了对着陆器的搜寻、精准移位与协同观测、天然气水合物的原位收集与拉曼光谱仪原位探测、冷泉区水样原位过滤固定及宏生物、沉积物与水样的采集等。

“海星6000”海底移位着陆器

“海星6000”利用拉曼光谱仪原位探测

　　在加瓜海脊海域开展的2000米级科考应用潜次中，“海星6000”一天内完成了三个不同底质位点的岩石、水样采集工作，下潜深度分别为1700米、2100米和2200米，获取岩石样品分别为190kg、106kg和80kg，最大单体岩石重量61kg。连续大强度的科考作业，进一步验证了它的稳定性和可靠性。

“海星6000”利用自研机械手采集海底岩石

2100米海底获取的岩石样品

　　在6000米级潜次中，“海星6000”在海底连续工作3小时，完成了6000米近海底大范围航行观察、生物调查、海底特征表层沉积聚成物获取、泥样和水样采集、模拟黑匣子搜索打捞、标识物放置及深海浮力调节功能试验等，最大工作深度6001米，创造我国ROV最大潜深的纪录!

6000米海底拍摄到的生物

　　整个航次期间，“海星6000”顺利完成了1000米、2000米、4000米、6000米多个深度等级共计9个潜次的综合科考任务，开展了深海生物、沉积物、水样、岩石等系列化取样、深海模拟打捞及激光拉曼的原位测量、深海生物、地质等观测，全面验证“海星6000”综合科考能力。

　　在众多水下作业装备中，ROV以其高效、长时、强作业能力等特点而备受关注，在石油平台、海洋工程和深海科考等领域作业发挥重大作用，近年来我国在深海ROV研制开发和应用方面高速发展，国产ROV的推广应用任重而道远，科研人员将不懈努力!

“海星6000”在6000米海底插国旗

　　“海星6000”ROV是沈阳自动化所最新研制的ROV产品。它是一种无中继模式的ROV。ROV本体通过脐带缆直接与母船相连接，脐带缆起着物理连接、能源供给与信息传输等作用;“海星6000”全系统主要由ROV载体系统、控制系统、动力与辅助系统、水面收放系统深海升降运载平台等组成。