什么是远程操作的水下车辆(ROV)?

远程操作的水下车辆也称为ROV,是一种水下车辆,其是无人驾驶的并且通常被束缚在操作员身上。

无人驾驶车辆类似于机器人,该机器人配有传感器和采样工具,以收集各种类型的数据。

用于在操作者和远程操作的车辆之间建立连接的电缆网络,这将能够适当地移动ROV。

Rovs非常复杂,提供各种各样的目的。从勘探和无人探险到研究和体育赛事,它们可以在各种田地中找到。

在本文中,我们将介绍有关ROV的一些突出特征,其使用,分类,准备,发射,操作和缺点。

什么是远程操作的车辆?

ROV基本上是一个可以在水下操作的机器人。它像微型潜艇一样运作,但没有人们从船上操作。

它无线地或通过有线连接工作,尽管后者更常见。有几个子系统一起构成了令人难以置信的复杂的罗夫。

形成ROV的广泛操作机制的各种组件 -

1.电气系统(布线和电路),
2.机械结构,
3.传感器和附属物,和
4.特定任务结构。

支持所有这些系统的基帧是ROV的骨架。它可以作为尽可能点的光,以防止运动期间的任何额外重量和拖动。

它被称为歧管的结构覆盖,以防止意外损坏内部部件。沿其框架构件夹具夹子以支撑布线和其他电路部件。

骨架是为了承受被称为“严重”的影响,并利用刚性力学的三角测量原理。要了解三角测量的工作原理,请考虑方框。

顶点的任何力都会导致框架的屈曲和崩溃。相反,介绍了对角构件,它在张力下提供额外的强度。

只需添加单个成员,强度在帧上增加。在特别弱的区域中,包括X关节,其中2个对角线构件以张力和压缩增加强度。

ROV设计中使用的子系统和材料

电气系统指的是构成ROV的心脏的布线和电路。它们是如此有用的唯一原因,可用于各种领域,是由于电子产品的高强度和复杂性质。

主要组件包括主主板和处理单元,其中从控制器中馈送指令,然后转换成物理输出。

在大多数情况下,控制器手动操作,由于呈现的各种挑战,自动水下车辆(或AUV)在该领域中非常罕见。

来自控制器输入的信号基于创新和设计级别的有线或无线。它也可能是特定于任务的。例如,为了对水下残骸网站进行研究,有线机器人可能很容易被纠缠在一起。

另一方面,当机器人磁头更深地进入残骸时,可以阻止无线信号。因此,还应仔细评估工作条件和可能的危险。

一旦信号到达车载接收器,就会传送到机械系统。主要系统是推进,其是微型和专业的海水螺旋桨的形式。

由小型伺服电机提供动力,该电动机容纳在防水外壳中,螺旋桨数为2,每轴3至5叶片。它们可以在顺时针方向和逆时针方向操作以产生转向。

在残骸分析和深海勘探中使用的一些高级ROV也有旋转的联合螺旋桨。这些很少使用,并且比固定对应物更昂贵。只需要在需要非常高精度的情况下需要。

传感器和附属物形成ROVS功能的核心。最常用的设备包括相机,深度仪表,温度传感器和内部系统传感器。

操作员使用的相机,因为它们必须在周围环境上睁大眼睛。深度仪表用于确保ROV处于所需深度并且不会下降到高压区中。

温度区域检测水温如何变化,并且可用于检测海底热通风口和热环。最后,内部系统传感器确保ROV正常运行,并且所有系统都根据需要工作。

特定于任务的修改是使ROV可定制和可用在各种领域的原因。例如,在历史勘探和残骸访问中,它可用于收集带有机械武器和工具的人工制品。

对于海底地质勘探,它可以配备岩石切割工具以提取样品进行分析。为了映射海底,它配备了LIDAR,SONAR或雷达,以Ping,接收表面高度和山谷的反射波。

虽然通常存在基本相机,但它们可能是能够进行热图像,高精度摄影,宏观镜片等的专业摄像机。

材料的选择对ROV非常重要。框架必须足够轻,在那里它不会影响车辆的性能,而它也应该足够强,以承受轻度至严重的影响。

电气系统必须包装在绝缘涂层中并置于防水容器中。必须特别注意防腐蚀材料,以防止任何使用问题。

随着ROV在水下花费大量的时间,有较低的生锈机会(缺氧缺氧,这是生锈所必需的)。

然而,当在表面上时,腐蚀的概率增加(潮湿结合大气氧)。为此,必须进行彻底的干燥,并且ROV必须储存在干燥和清洁的环境中,以防止任何类型的真菌生长或腐蚀。

通过添加分解现有微生物的特殊涂料并防止新的涂料来防止海洋生长问题,并防止新的喷射在水下时连接到ROV表面。

罗夫的用法

ROVS用于各种目的,并相应地装备。这就是为什么大多数无人驾驶车辆制造商提供了可以进行修改的基本骨架或结构。基本结构被称为ROV的“框架”或“模板”。在本节中,我们看一下这些设备被放置的各种用途。

水下ROV配备了现代化的技术,包括照明系统和摄像机,录制更好的石管全景,并有助于地质教育和学习海洋生活。

通过技术竞技场的不断发展,最新的技术概念正在传递到远程操作的车辆,以便在更大程度上放大其原始容量。额外的机器可包括静态摄像头,水采样器甚至机械手。

此外,远程操作的水下车辆还可以包含用于适当测量和对电流温度的评估,光的渗透和水清晰度的先进仪器。

这些通常用于科学和探索性的ROV,以了解水下环境。化学分析仪用于研究各个位置和深度的特定化妆或水的组成。

ROVS或水下机器人主要发明,以便为经常管道检查(内部和外部)提供工业目的,并在各种海上地点对某些平台进行结构测试方法。

这些ROV甚至对海洋水残骸网站和历史遗址的探索有用。罗夫斯迎合了无数科学探险的需求,以及水族馆的几个教育计划。

ROV的分类

通过评估其体重,力量,能力及其尺寸,可以将水下罗夫区分成各种课程。微型ROV小尺寸和称重低于3kg。

使用的主要分类如下:

1.微罗沃斯
2.迷你罗沃斯
3.罗夫一般
4.检查课程
5.轻型工作舱
6.重工课程
7.挖沟和埋葬罗夫

这些属性使ROV能够探索微型腔或管道裂缝,这对潜水员来说是不可能实现的。

微型ROV小尺寸和重量低于3千克。这些属性使ROV能够探索微型腔或管道裂缝,这对潜水员来说是物理上不可能实现的

另一方面,典型的迷你水下罗夫的标准重量约为15公斤,只需要一个人可以轻松地从船上操作它,并进行水下探险。

微型和迷你类别的远程操作车辆可以用替代的“眼球”称,因为它们不参与干预事业。

一般ROV型通常低于5 HP(推进),包括三指操纵器,如旧的RCV 225。这些是特别建造的,以帮助您通常承担声纳单元的光明调查任务。

标准的水下深度约为1000米,但是一只ROV已经升级到甚至遍历到7000米。

轻型工作等级遥控车辆通常低于50 HP,可以支持多个操纵器。这些ROV允许最大的工作深度为2000米。作为一种聚合物的聚乙烯用于施工中,从典型的铝合金或不锈钢变化。

重型工作场所机器支撑在220杆以下,配备两个机械手,可以达到3500米的深度。

这些ROV可以有超过5,000公斤的提升有效载荷。它们也可以修改以使用多个操纵器。重型工作课的最常见应用是深水设施和海底连接。

挖沟ROV提供200-500 HP系列,可用于6000米。虽然这些ROV的大多数推进系统在500 HP以下,但有水下车辆可在近600氢以上的功率下起作用。

它们通常用于电缆铺设,安全创建海底沟渠,以及石油和天然气工业中使用的海底部件的部分或完全锚固(埋地)。

最后,基于它们的启动方式还有另一个分类潜水ROV。有一个称为系绳管理系统(或TMS)的系统,可控制脐带的支付,为ROV提供电源和控制。当它直接连接到船舶或观察平台时,它被称为自由游泳车辆。

在这种情况下,它是中立的浮力。另一方面,有一些ROV可以储存在称为车库的隔间内,该车库被降低到海洋中。

在发射期间,ROV从埋层隔室中弹出,并将其系绳连接到车库,而不是船舶。启动系统的选择取决于使用,深度,功能和地理因素。

ROV的准备和发射

远程操作的车辆的尺寸范围非常令人印象深刻,因为它可能因小面包盒而变化到小型卡车。随着机器人可以仅将机器人掉入容器中,可以非常简单地操作水下车辆的制备可以非常简单。

恢复程序可能涉及大挡风剂来从水中抬起机器人。通常,帧可用于安全地将ROV摆动到甲板上。

有时,存在称为“车库”的额外结构,其被降低到后端。这些“车库”可以像临时但是安全的巢穴一样行动,一旦探险队过来,ROV就可以返回。

与常规潜水探险相比,采用远程操作车辆进行的偶尔采用远程操作车辆进行的偏远。

一台远程操作的水下机器可以在处理潜水方面,作为潜水器,因为切割器刀片或机械手的臂可以在拯救潜水器时掌握,如果它被卡住并且无法自由移动。

潜水企业的另一个缺点是恶劣的天气条件可以证明是一个重大的障碍,而远程操作的车辆可以保持不受影响。作为补充利用率,研究最初可以将ROV淹没在水中以探索特定水下网站的细节,然后决定是否足够安全地发送潜水。

通常,在从船舶或发射平台的侧面喷射ROV之前,ROV轻轻降低到水中。由于不允许飞溅的原因是因为船上敏感设备损坏的风险。这里可以使用挡风剂,或者如果干扰板不太高,则可以手动下降。

在激滑的水域的情况下,可以使用在飞溅区条目期间损坏风险的情况下,可以使用月亮池。月球池是空心的船舶内的外壳,并在其下端具有水面。

产生一列水,其中水相对稳定。为防止共振相关的损坏,呼吸器也用于减少悬重运动。如果天气状况差,可以通过月亮游泳池降低罗夫。

着名的罗夫斯

在众所周知的水下ROV中,Ventana在液压动力上运行,可以遍历1850米的深度。 Ventana由RN Point Lobos Ship甲板操纵。

另一方面,曼巴里特许经营商队于2008年购买了Rov Doc Ricketts的方式,这提供了令人难以置信的能力,深入到4000米的深度。

此次远程操作的车辆从那时起就经历了恒定的上升。 Doc Ricketts对早期的Rov Tiburon提供了一个壮丽的替代品,也可以下市2.5英里。

这些特殊的潜艇使得能够轻松探索几种深海天然气和石油储量。许多石油储备难以使用潜水员定位,因此导致了主要的商业挫折。

有趣的是,由于ROV行业的一些帮助,已经发现了RMS Titanic,USS Yorktown,SS中美洲和德国军舰Bismarck等着名沉船的未定名。

在SS中美洲的情况下,远程操作的水下车辆也能够从海难的海底追溯和收集重要的材料。

缺点

可用于控制大距离的高功率信号是优选的设计。它将具有比目前的系列设计更长的范围。然而,高功率和频率可能会影响海洋生物。

另一替代方案是低功率主信号,其与多个放大器以规则的间隔耦合,以为ROV创建更大的范围。

虽然它将更昂贵,但从生态观点中首选。不幸的是,低功耗选项的问题是由于需要较大数量的放大器,它会导致海面的杂乱。

巨大的循环运行的水下车辆是它缺乏人类存在,这使得在水下的视觉测量难以执行视觉测量。通过复杂的布线将车辆保持连接到水上的主船,这导致自由运动的限制。

目前正在研究ROV的无线控制领域的研究和创新。拟议的设计表明2种用于实施此控件的主要模型。

可用于控制大距离的高功率信号是优选的设计。它将具有比目前的系列设计更长的范围。然而,高功率和频率可能会影响海洋生物。

另一替代方案是低功率主信号,其与多个放大器以规则的间隔耦合,以为ROV创建更大的范围。虽然它将更昂贵,但从生态观点中首选。

不幸的是,低功耗选项的问题是由于需要较大数量的放大器,它会导致海面的杂乱。

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