浅谈水下机器人作业机械手的研究与发展
作者：李光军
来源：《科学与信息化》2019年第01期

        摘 要 水下作业机械手是水下机器人核心组成部分，研究第二、第三代水下机械手技术是水下机器人的重要课题，本文仅就水下作业机械手当前的发展状态，设计原则及智能化技术的研究，提出有关看法，仅供研究水下机械手课题展开讨论。

        关键词 水下机械手;水下作业;关键技术;发展趋势

        海底资源的探索、发掘与开采都离不开水下作业工具，随着国际竞争日趋从陆地过渡到深海，海洋已逐渐成为世界各国利益争夺的主要战场，各种水下作业工具应运而生[1]。水下作业工具的主要功能“作业功能”的实现离不开水下机械手的配合。而搭载着各种专业水下机械手的水下机器人可以完成例如采样，捕捉，挖掘等工作。本文通过介绍国内外典型水下机械手的实例，对水下机械手的发展现状和关键技术进行分析，并对未来水下作业机械手发展趋势做出展望。

        1 水下机械手发展现状

        美国在20世纪60年代首先研制出深海载人潜水器 “阿尔文”号，开创了人类探测海洋资源的历史。它在海洋4500米的深度中可以进行科学考察，尤其针对海底的资源，例如矿流，可采取非常精准的取样。它的水下作业系统是由美国NOSC公司主持研制的WSP机械手，此水下机械手的综合水平在现在来说都是比较成功和具有典型性的。它设计为三只机械手，其中两只机械手主要实现抓握功能，另一只机械手设计为灵巧的作业机械手。此航行器作业时可直接在水下自动更换工具而不需要返回水面[2]。

        我国的水下作业工具起步虽然比较晚，但是发展迅速，从最初的用于海洋观察为主的功能已渐渐过渡到水下作业功能。2012年，我国自主研制的“蛟龙”号在马里亚纳海沟开展7000米级载人深潜试验。在一次下潜时抵达7062米深度，打破了世界上同类作业型航行器下潜的最大深度。“蛟龙”号潜水器上配置的三大专用作业工具，包括沉积物取样器、热液取样器和钴结壳取芯器以及一套功能强、机动性好的机械手。随着我国“蛟龙”号的成功下潜，我国的水下航行器取得了举世瞩目的成就， 经过不断更新和完善， 我国的水下作业工具已逐渐赶上发达国家的步伐。蛟龙号的水下机械手大大缩短了我国与国际在水下作业方面的差距。