1、本科毕业设计（论文）前期报告本科毕业设计（论文）前期报告 1 本科毕业设计（论文）前期报告本科毕业设计（论文）前期报告 毕业设计（论文）题目：毕业设计（论文）题目：水下机器人车载机械手 专业专业（方向）（方向） ：机械设计制造及自动化 学学 生生 信信 息：息： 学号学号： 姓名姓名： 班级班级： 指导教师信息：指导教师信息： 教师号教师号： 姓名姓名： 职称职称： 报告提交日期：报告提交日期： 内容要求内容要求： 一、一、课题研究背景：课题研究背景： 1.1 水下机器人的研究背景 地球的表面积为 5.1 亿平方公里， 而海洋的面积为 3.6 亿平方公里。 地球表面积的 71%被海洋所覆盖。
2、在烟波浩渺的海洋深处，蕴藏着什么样的宝藏？是否存在着智慧生命？海底生物是怎样生活的？海底的地 形地貌又是什么样的？所有这一切都使海洋充满了神秘的色彩，也吸引了无数科学家、探险家为之探索。 1 从远古时代起， 人们就泛舟于海上。 从 19 世纪起， 人们开始利用各种手段对海洋进行探察。 20 世纪， 水下机器人技术作为人类探索海洋的最重要的手段，受到了人们普遍的关注。进入 21 世纪，海洋作为人 类尚未开发的处女地， 已成为国际上战略竞争的焦点， 因而也成为高技术研究的重要领域。 毫不夸张地说， 本世纪是人类进军海洋的世纪。1 人类关注海洋，是因为陆上的资源有限，海洋中却蕴藏着丰富的矿产资源、生
3、物资源和能源。另一 个重要原因是，占地球表面积 49的海洋是国际海底区域，该区域内的资源不属于任何国家，而属于全人 类。但是如果哪一个国家有技术实力，就可以独享这部分资源。因此争夺国际海底资源也是一项造福子孙 后代的伟大事业。水下机器人作为一种高技术手段，在海底这块人类未来最现实的可发展空间中起着至关 重要的作用，发展水下机器人的意义是显而易见的。1 1.2 日本地震引发的核泄漏 2011 年 3 月 11 日日本关东发生九级大地震。大地震以及随之而来的海啸、大火吞噬了至少两万人的 生命，但人们还能井然有序守望相助。随之而来的福岛第一核电站发生爆炸，放射性物质泄漏，不仅给日 本国民带来核射线伤
4、害，而且引发了周边国家民众的核恐慌。2日本核泄漏造成的影响是巨大的，其影响 时间也是长远的。福岛核事故后，由于工作人员无法进入反应堆内查看详情，不仅不能获得及时信息，也 无法对反应堆进行及时修复，降低损失。日本核事故给我们带来了很多教训，现在自然灾害频发，我们不 得不深思，引以为戒。因此，从这个方面来看，水下耐核辐射机器人的研究非常有必要，而且具有很大的 实用前景。 本科毕业设计（论文）前期报告本科毕业设计（论文）前期报告 2 二、二、国内外发展现状国内外发展现状 智能水下机器人是将人工智能、自动控制、模式识别、信息融合与理解、系统集成等技术应用于传统 的载体上，在无人驾驶的技情况下自主完成复
5、杂海洋环境中预定任务的机器人。3 2.1 国外发展现状 国外水下机器人技术的发展，主要以美国、日本以及西方发达国家为代表，他们的发展技术几乎可以 代表了全世界水下机器人技术的发展水平。著名的研究机构有麻省理工学院 MIT Sea Grants AUV 实验室、 美国海军研究生院智能水下运载研究中心、美国五慈侯海洋学院、美国佛罗里达大西洋高级海洋系统实验 室、日本东京大学机器人应用实验室、英国海事技术中心等。4 美国是最先发展水下机器人的国家，他们掌握着水下机器人较高的技术水平。由美国海军研究生院的 Phoenix AUV 和性能更优越的 Aries AUV，主要用于研究智能控制、规划与导航、目
6、标识别等技术。5日 本凭借其在智能机器人方面的发展优势，在水下机器人方面也不甘落后，取得了突跃式进步，并成为这个 领域的佼佼者。日本对于无人有缆的潜水器研制比较重视，不仅有近期的研究项目，而且还有较大型的长 远计划。 目前日本正在实施一项包括开发先进无人遥控潜水器的大型规划。 欧洲方面根据欧洲尤卡里计划， 英国、意大利将联合研制无人遥控水下机器人。这种潜水器性能优良，能在 6000 米水深持续工作 250 个 小时，比现在正在使用的只能在 4000 米水深持续工作 12 个小时的机器人性能优良的多。 2.2 国内水下机器人发展现状 我国从上世纪 70 年代开始较大规模地开展潜水器研制工作，起步较其他发达国家晚了很多，但在过 去的几十年内，我国水下机器人技术的发展还是取得了很大的进步，并取得了一些重要成果。我国先后研 制成以援潜救生为主的 7103 艇（有缆有人） 、型救生钟（有缆有人） 、QSZ 单人常压潜水器（有缆有人） 、 8A4 水下机器人 ROV（有缆无人）和军民两用的 HR-01 ROV，R
