《無人遙控潛水器技術》介紹無人遙控潛水器的基本系統(tǒng)組成及各子系統(tǒng)的設計和選型方法。全書共分10章,第1章介紹潛水器的定義與分類、發(fā)展歷程與現狀,以及意義與應用;第2~8章分別介紹無人遙控潛水器的設計基礎與本體設計方法、操縱與控制、能源和傳輸系統(tǒng)設計、吊放回收系統(tǒng)與中繼器、控制系統(tǒng)設計、傳感器與作業(yè)工具等。第9章簡要介紹國外比較著名的無人遙控潛水器,重點介紹我國自主研發(fā)的“海馬4500號”ROV及其在海洋地質勘探和科學考察方面的應用。
本書可供從事無人遙控潛水器研究的科研人員、研究生以及工程技術人員閱讀參考。
在眾多潛水器中,無人遙控潛水器(remotely operated vehicle,ROV)是目前應用最廣泛的一種,它通過臍帶纜與水面母船連接,能源和信息的傳輸借助于臍帶纜,母船上的操作人員可以通過安裝在ROV 上的攝像機和聲吶等專用設備實時觀察到海底的狀況,并通過臍帶纜遙控操縱ROV、機械手和配套的作業(yè)工具進行水下作業(yè)。因為ROV 帶有臍帶纜,所以它適合進行水下定點作業(yè),而非大范圍的探查;也因為ROV 需由臍帶纜供電,它才具有作業(yè)能力強、作業(yè)時間不受能源限制等特有的優(yōu)勢,從而成為水下作業(yè),尤其是深海作業(yè)不可或缺的裝備。此外,ROV 能夠在各種海底環(huán)境條件下長時間地執(zhí)行高強度的定點復雜作業(yè),避免了深潛人員的作業(yè)風險。毋庸置疑,ROV 是人類進入深海、探測深海和開發(fā)深海必不可少的技術手段,也是衡量一個國家海洋工程裝備水平的重要標志之一。
本書是國家出版基金及“十三五”國家重點圖書出版規(guī)劃項目“海洋強國出版工程:高技術船舶與海洋工程裝備系列”之一,本書的編寫既參考了國內外相關領域的最新成果,又汲取了我國自主研制的4500米級“海馬號”ROV 以及其他系列ROV 產品的研發(fā)經驗,旨在為讀者呈現更切合實際、更實用的工程經驗和技術。所有參與編寫本書的專家都親歷了“海馬號”ROV 的研制,多年來大家對無人潛水器的研制與教學成果進行整理與總結,最終形成本書,目的在于為ROV 系統(tǒng)的設計制造、安裝調試以及使用維護等提供寶貴的經驗和便捷的方法,同時提供最新、最具工程實踐意義的資料數據和工程實例,順應現代ROV的發(fā)展,為廣大科研工作者提供學術參考。
本書共10章。第1章為ROV 的概述,介紹潛水器的定義、分類和特點,以及ROV 的發(fā)展現狀與應用需求。第2章介紹ROV 的設計基礎,包括設計目標、任務、標準、設計開發(fā)流程、設計特征,ROV 的系統(tǒng)組成、吊放和回收模式,本體結構、控制,以及能源和信息傳輸等。第3章詳細介紹ROV 的本體設計,其中包括本體結構框架設計、浮力材料、總布置、動力與推進系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、導航定位系統(tǒng)、性能估算與結構校核等。第4章介紹ROV 的操縱與控制,包括運動無人遙控潛水器技術坐標系和方程的建立、控制方法以及控制模擬技術。第5章介紹ROV 的能源和信息傳輸系統(tǒng)設計,包括臍帶纜設計。第6章介紹吊放回收系統(tǒng)和中繼器,其中包括臍帶絞車設計與選型、升沉補償系統(tǒng)和中繼器等。第7章介紹ROV 的控制系統(tǒng)設計,包括水面控制系統(tǒng)和水下控制系統(tǒng)等。第8章介紹ROV 的傳感器和作業(yè)工具以及作業(yè)工具底盤等。第9章介紹國內外具有代表性的ROV及其應用成果。第10章介紹ROV 的最新發(fā)展趨勢。
本書汲取作者所在課題組研發(fā)ROV 的實踐經驗進行編寫,取材翔實可靠,力求真實新穎,圖文并茂,可讀性強,能夠幫助從事ROV 設計的學者和工程師在短期內系統(tǒng)地掌握其設計方法和工程應用,解決ROV 研發(fā)過程中遇到的一些普遍問題。
本書內容提要由魏照宇撰寫;前言和第1章由連璉、魏照宇撰寫;第2章由連璉和平偉編寫;第3章由劉純虎、黃永展、張小超、陳宗恒及平偉等編寫;第4章由姚寶恒和張金華編寫;第5章由謝書鴻、平偉和劉純虎等編寫;第5章由平偉、馬廈飛和魏照宇編寫;第7章由劉純虎和黃永展等編寫;第8章由陳宗恒、羅高升、平偉、連璉編寫;第9章由陶軍、陳宗恒、連璉、魏照宇編寫;第10章由連璉和魏照宇編寫;全書由連璉、魏照宇完成統(tǒng)稿。
本書的編寫得到了國內多家同行單位、多位專家學者以及廣大讀者的大力支持與幫助,他們?yōu)楸緯峁┝撕芏嘧钚碌募夹g成果、信息、經驗和心得,以及翔實生動的資料和數據。與此同時,本書作者還參考了國內外同行的很多相關優(yōu)秀著作,作者在此一并表示致謝。