基于载人潜水器的深海资源勘探作业技术研究

第３９卷第】】期

机械工程学报

Ｖｏｌ３９Ｎｏ１１

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基于载人潜水器的深海资源勘探作业技术研究４

陈鹰杨灿军顾临怡

ｒ浙江大学流体传动及控制国家重点实验室杭州３１００２７）

叶瑛

ｒ浙江大学１

摘要：研究大深度的载人潜水器，对于我国深海资源勘探和科学考察意义重大。作业技术在深海资源勘探工作中具有不可替代的作用。该载人潜水器的研究，将资源勘探的作业技术与深潜器一体化作为一项重要的技术特色提出，充分显示了国家对深海资源勘探事业的重视。针对我国自行研制的大深度载人潜水器，在借鉴国外研究工作的基础上，开展作业系统技术中的水下作业机械手、物理化学量异常检测设备、采样技术以及其他相关技术，如深海无线耦合传输系统及触发技术的研究与讨论。

关键词：深海技术作业工具载人潜水器水下作业机械手采样技术中图分类号：ＴＨ３９

ＴＨ７６６

前使用的海洋高新技术装备９０％以上是进口的。

载人潜水器能够将人送到数千米的海底，对科学家们开展科学研究、进行资源勘探意义十分重大。

海洋覆盖了地球表面积的７１％，蕴藏着丰富的资源。对海洋，尤其是深海资源的积极探索与开发，能够为人们普遍关心的一些全球性问题的最终解决，如地球上生命的起源探索、新药品研制、新资源和新能源开发、人类生存环境改善和社会可持续发展促进等问题，提供理想的解决方案”。１。

在很长的一段时间内，国内外人士都将把目光聚焦在这样几项大洋资源：锰结核、富钴结壳、热液硫化物、生物基因和天然气水合物等。九五期间在中国大洋矿产资源研究开发协会的组织下，我国科学家们在锰结核、富钴结壳方面做了大量的研究工作，为我国将来进行矿产开采奠定了基础。十五期间，大洋协会和海洋８６３启动了针对热液硫化物和生物基因的研究项目，与此同时，国家地质调查局又立项开展了针对天然气水合物资源的勘探工作。

资源勘探的基本手段可归纳为这样三种：一是实地观察，二是获取样品，三是物理与化学量的原位探测。然而，由于中国没有将科学家运送到深海海底的运载工具，资源勘探的手段十分有限。国际海洋界有一句名言：“Ｔｈｅｒｅｉｓｎｏ

ｔｈｅｈｕｍａｎ

ａｕｔｈｏｒｉｔｙｈｉｇｈｅｒｔｈａｎ

为此，８６３计划立项开展载人潜水器的研制，同时，将资源勘探作业技术与深潜器一体化作为～项技术

特色提出吼

载人潜水器作业系统的功能是根据大深度载人潜水器的设计任务要求，依靠液压系统提供的液压动力完成一系列的作业任务【ｏ’“。作业系统包括：机械手及附件常规作业工具和非常规作业工具。常规作业工具包括：高精度温度传感器、沉积物保真采样器、水体（含热液）保真采样器和水体（含热液）化学传感器。而非常规作业工具包括：潜钻、微生物取样器和宏生物捕获器等等”。ｐＪ。文中将对作业系统技术中的水下机械手、物理化学量检测、水体采样技术以及其他相关技术进行讨论。

１水下机械手技术

机械手是载人潜水器作业系统中的重要组成部分，它扮演着操纵其他具体作业工具的角色。机械手的作业范围、动力性和控制灵巧性等决定着整个作业系统的性能９Ｊ。

国际上有很多专业的水下机械手生产研制公司，他们所研制的水下机械手大部分是应用于ＲＯＶ上的。例如：美国ＡＬＳＴＯＭＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ

Ｓｃｈｉｌｌｉｎｇ

ｅｙｅ．（只有亲临海底，才是最为权威的）”。目前所开展的大洋资源勘探工作非常困难。国内目

纪念《机械工程学报》创刊５０周年——“机械工程技术的历史、进

展与展望”主题征文ｔ目家“８６３”高科技资助项目（２００１ＡＡ６１２０２４、２００１ＡＡ６１２１Ｍ２、２００２ＡＡ４０１００２－０４和２００２ＡＡ４０１００２４）５）。２００３０６１６

Ｒｏｂｏｔｉｃ公司的ＣＯＮＡＮ遥控机械手、ＯＲＩＯＮ遥控机械手和ＲｉｇＭａｓｔｅｒ遥控机械手９Ｊ：美国ＤｅｅｐＳｅａＳｙｓｔｅｍＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ公司装载在Ｍａｘ２０００上的机械

收到初稿，２００３０８３０收到修改稿

万方数据　

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