1．目的及意义

一、研究背景

我国不仅是大陆国家，也是海洋国家，认识海洋、开发海洋已经成为我国实现发展必不可少的一个因素。作为海洋开发的高科技手段之一的水下机器人在我国已经得到一定程度的发展，并将越来越受到重视。水下机器人设计是一项综合性的复杂工程，技术密集度高，是公认的高科技，他的研制水平提现了一个国家的综合技术力量。

随着海洋工程、深海采矿等技术的发展，人类对还痒的探索已经逐渐由浅海转向深海。在大深度和危险区域，ROV发挥了更大的优势。深水动力传输及供配电系统是有缆遥控水下运载器的重要组成部分，为水下机器的正常作业提供稳定、强大的活动保障。动力传输及供配电系统作为ROV系统研究领域的关键技术之一，直接影响着水下机器人的工作性能。

水下机器人在科学、军事、商业等领域已经的到广泛的应用，它具有水下勘察、搜索和用机械手完成指定任务的功能。基于国内所设计制作的大部分大中型的水下机器人，本文设计了一种简单的、低成本的有缆水下机器人（ROV）。

二、国内外现状

ROV是现今世界是最早开发和实际应用的无人潜水器，根据相关资料记录，最早研制ROV是在20世纪60年代。在1960年由美国研制出世界上最早的一台ROV。后来由于ROV自身的突破功能得到世界广泛重视。随着后来社会的进步以及科学技术不断提升，ROV的实际研发进程不断加快，开始以产业化的形式全面发展。进过一段时间的发展，ROV已经是目前世界工业体系的一个组成部分，世界有超过400家厂商进行ROV的生产研制，提供与ROV相关零部件制作等服务。目前ROV的研发技术还是以国外发达国家为首，美国研发的MAX Rover是世界全电力驱动ROV，前进速度达到3knots，横向与垂向的推力分别为39kg和34kg，在一般水流中都能发挥出高效的性能优势。日本相关研究中心所研发的海洋深度最大的ROV，其机器人可以自身携带声呐和摄像机等，能够对各类海底图像进行摄影，并完成相关的取样活动。

世界上相关研究基地对ROV的研发还在发展过程中，对海洋资源以及油气矿物资源的数据采集和研究等方面得到了全面应用，是目前采用最多也是经济效益最佳的潜水器。我国从事ROV研发主要是从20世纪70年代开始的，与发达国家之间相比具有一定的差距，我国研发的“海人一号”能够在不同的水下环境开展连续性作业，并对各类生物能够进行采集取样，完善切割等活动。在此后我国在“海人一号”的基础之上加强研究力度，先后研制了不同类别的ROV。随着“8A4ROV”试验成功，使得我国在ROV研究领域有跨入全新的发展阶段。

但是ROV自身探测能力、制作工艺水平以及导航定位技术与国外发达国家之间仍旧存在着一定的差距，使得国产ROV的种类收到限制。但是我国很少引进国外的ROV，因为不仅自身造价较高，还需要相关配套服务来保障ROV的有效运行，最关键的是国外的ROV不能有适应我国大范围海区有效使用，自身抗干扰能力以及灵活机动性受到限制。
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2. 研究的基本内容与方案

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一、研究内容

（1）收集国内外远程操控水下机器人控制系统设计方法，分析和总结各种算法的优缺点；

（2）建立远程操控水下机器人（ROV）动力学和运动学数学模型；