项目编号：1304030109
技术来源：浙江大学
所属领域：光机电类
详细介绍： 水下机器人作业系统：开发适用于深海有缆或无缆水下机器人的作业系统，关键解决水下机械手的操控、作业工具及其接口、感应式信号传输等。
1) 水下机械手
ü 操作模式：闭环位置控制
ü 输入设备：完全相似的机械手主从控制
ü 自由度：6+1（手爪）
ü 设计水深：7000m
ü 全伸长距离：1,850mm
ü 在全伸长情况下额定举力为：61kg
ü 最大额定举力：227kg
ü 手爪最大开度：198mm
ü 额定手爪夹力：4448N
ü 额定腕力矩：170Nm
2) 机械手持式深海沉积物保真采样器
ü 机械手夹持操作、无需动力
ü 对象：海底表层松软沉积物及其上覆水（含微生物）
ü 用途：溢出性气体分析、嗜压型微生物培养
ü 设计水深7000米，设计温度0-40°C
ü 总容积3.5升，其中沉积物0.5升，上覆水3升
ü 单套重量不超过40kg
ü 6小时内样品压力变化不超过15%
3) 机械手持式深海热液保真采样器
ü 机械手夹持操作、无需动力
ü 对象：海底高温热液（富含硫化物矿产资源）
ü 用途：热液成份分析、嗜热嗜压型微生物培养
ü 设计水深7000米，设计温度0-400°C
ü 单个采样器样品容积为500ml
ü 对于300度以上的热液样品，6小时内可保温在100度以上。
ü 单个采样器重量不大于20kg
ü 6小时内样品压力变化不超过15%
4) 感应式信号传输系统
ü 适用于潜器对外置作业工具的控制与信号传输，在触发缸作用杆端面上安装
ü 通过电磁感应线圈完成信号双向传输
ü 数字量方式传输，标准协议，速率2400bps
ü 接收端线圈一对多，通过耐压接头传到舱内
ü 设计水深7000米，设计温度0-40°C
ü ICL线圈的非接触间距不小于150mm
ü 传输时功耗低于100mw
ü 连续工作时间大于48hr
ü 传输误码率不高于1%
2. 深海资源保真采样技术：利用科学考查船上的甲板作业设备对深海沉积物、悬浮体、生物、微生物、热液以及富金属结壳等进行采样，在采样、设备回收、样品取出和转移过程中保持样品压力、温度及状态不受水深、水温、光照等条件的影响。关键解决样品的密封与压力补偿。
1) 钢缆吊放式深海沉积物保真采样系统
ü 钢缆吊放作业、无需其他动力
ü 对象：海底表层松软沉积物及其上覆水
ü 用途：溢出性气体分析、嗜压型微生物培养
ü 设计水深4000m，设计温度0~4°C
ü 6小时内样品压力变化不超过10%
ü 6小时内样品温度仍处于2°C±2°C范围内
ü 外形尺寸不超过2.8m*4.0m
ü 重量不超过1.8吨
ü 保真采样筒2个，单筒200kg
ü 刀筒离框架距离不小于0.9m
2) 深海悬浮颗粒物和浮游生物浓缩保真采样系统
ü 设计水深6000m，设计温度0-40°C
ü 6小时内样品压力变动量不超过10%
ü 提供样品的温度能控制在12°C以下
ü 单个采样筒取样时间不超过30分钟
ü 样品浓缩比最高可达500倍
ü 总重量不大于70kg
ü 保真采样筒2个，单筒容积不少于0.3升
ü 具有与后续分析、培养、转运等装置的保压接口
3. 深海水下资源与环境监测用传感器及水压型能量供给技术：适用于深海的物理、化学量传感器，以及利用深海水压进行能量供给。关键解决传感器的耐压、集成与密封，以及如何提高水压发电的效率。
1) 深海高温高压电化学传感器
ü 设计水深4000米，电路腔设计温度2~50°C
ü 电路腔连续工作时间大于48小时
ü 探头处工作温度0~400°C
ü 探头高温下连续工作时间20分钟
ü 带3路变送器，输入信号量程均为0~20mV
ü E2PROM自容式数据存储量32K
ü 信号分辨率±100mV
ü 最大非线性误差±0.5%
ü 有效值噪声低于±50mV
2) 深海水压型能量供给系统
ü 在海底直接利用海水压力发电
ü 设计水深6000m，设计水温0~50°C
ü 大耐压容器有效容积0.2立方米
ü 在6000米水深下供电量不低于1.7度
ü 总重量不大于500kg
ü 外形尺寸不超过0.8m*1.5m
ü 借助于吊车投放，等大耐压容器装满海水后小耐压容器可自动上浮回收
4. 深海作业装备与甲板作业机械的流体传动及控制技术：利用液压系统实现甲板作业机械的驱动与控制，以及在深海水下如何利用液压系统实现作业装备的驱动与控制。关键解决深海的静水压力补偿与防腐。
1) 600米深海水下液压源
ü 设计水深6000m，水温0~50°C
ü 适应油箱容积250升
ü 油箱内置式的液压泵组和控制阀组
ü 采用浸油式电机
ü 液压源功率9KW
ü 供油压力0~25MPa
ü 输出流量15l/min
ü 静水压力补偿容积100升
5. 深海极端环境模拟技术及实验室装备技术：深海各种不同环境尤其是极端环境的模拟与测试技术，为深海沉积物、悬浮体、生物、微生物、热液、矿物等研究提供船载或实验室相关设备。关键解决耐高温高压、耐腐蚀的微流量自动控制与器件技术。代表性成果有：高温高压传感器检测校正平台、海底矿床挥发组分保真样品现场检测系统、模拟深海极端环境的船载微生物培养装置。
6. 深海生物与微生物分析装备：深海生物化学测试设备、深海生物基因及蛋白检测设备以及实验室专用深海生物仪器，及其相关传感技术、检测技术和控制软件。代表性成果有小型底栖生物标本自动分离系统。
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