遥控潜水器 (ROV)

驱动器及潜水运动解决方案

Elmo 的运动解决方案是不断发展的遥控潜水器的理想之选。除了实物优势之外,Elmo 还满足了对超高压驱动器的高速水下推进需求,推进器采用先进伺服算法来抵抗水流启动,并且对深水压力和冲击具有强制鲁棒性。

背景

遥控潜水器 (ROV) 是一种无人水下机器人,经由一系列电缆与操作员相连。
水下机器人技术已得到广泛应用,从深水石油钻井平台的运行到环境和科学考察。
遥控潜水器配备有不同的传感器、摄像头和机械手,用于监控、修理、焊接、取样等。
这些高动态潜水器也已证明自身的可靠性,其功能强大并且命令相对简单,是人类无法到达区域(有时在海平面以下几千米)的理想解决方案。
ROV 在大范围的海底温度(有时在北极运行)以及极端的水下压力下工作。
另一种类型的水下机器人是 AUV(自主式水下航行器)。
AUV 最常用于勘测和测绘任务,通常没有像 ROV 那样的脐带。AUV 也装备有推进器。

机械结构与限制

ROV 采用自行推进,配备有不同数量的多向推进器,用于推进、操纵及稳定水中的 ROV。
尽管一些 ROV 只是用来拍摄照片或监控,但仍有其他 ROV 会针对各种应用来采用机械手(根据其预期用途,通常每台 ROV 配备 1 个、2 个或 3 个机械手)。
最典型的是这些与其环境进行交互的机械手,例如抓取、取样、关闭/打开阀门、切割、清洁、清理、拧紧、焊接等任务。
与大多数海洋应用一样,船舶内的空间通常很有限。
由于空间有限,因此 ROV 上的每个部件都必须尽可能紧凑

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动力

由于配备了极高速的推进器,需要抵抗高水流速度保持稳定性,因此 ROV 需要很大动力。
连接脐带(有时达 4-6 公里长)传输往返于 ROV 的动力、命令及其他数据。电缆芯由用于动力和信号发送的铜导体以及用于通信的光纤元件组成。
将 ROV 与船只相连的脐带通常很长,可达数千米,并且容易出现显著的电压下降。
由于 ROV 潜得越深,动力传输就会越大(同时减轻重量),因此这对行业来说是一个很大的挑战。
为了减少电缆和 ROV 上的应变,通常会在水面的船只与 ROV 本身之间安装一个系绳管理系统 (TMS)。
TMS 距离 ROV 只有几十米或几百米,而在它后面可能有与船只相连的几千米重绳。
这可显著降低来自 ROV 的应力,是中间 TMS 站的常见工业设备,降压变压器在这里将来自水面的高交流电压降压并整流至 ROV 所需的较低可用直流电压。

行业趋势: ROV 迈向电气化

尽管在传统上为液压设备,但是行业的大势所趋是将机械手和推进器的液压泵替换为机电和电气部件。
法规规定,机器人液压机构所发生的任何泄漏均须上报,并须针对环境目的进行评估。
由于需为这些泄漏支付巨额罚款,因此增加了这些机器人在油气勘探开发领域的经营及保险成本。
这些劣势结合液压系统的低效率,成为需要将 ROV 技术更新为更高效更环保技术的原动力。

Lightweight, powerful, and connected

全球的 ROV 应用通常采用高压 Gold 和 SimplIQ 驱动器。
通常不会进行预先定位,但精确的速度控制必不可少。
Gold(包括 SimplIQ 在内)也提供热插拔功能。
随着遥控潜水器日趋全电动化,机械手也开始需要配备有全面运动支持的多轴控制以及比推进器更为精确的操作。

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高速/功率推力

Elmo 广泛的驱动器系列可以为 ROV 提供超高的电流和电压,以适应任何推进器的速度或加速度。 可轻松提供几瓦或几千瓦的推进器
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紧凑型和轻型 ROV

Elmo 驱动器结构紧凑但功率强劲,进一步促进了 ROV 的微型化。 极限功率密度对减少整体占地面积和重量至关重要
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推进器抵抗水流启动

无论现有的任何推进器运动是否由水流引起,先进的伺服算法(如热插拔)都能够让 ROV 推进器开始旋转
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处理压力 - 极限深海鲁棒性

Elmo 驱动器设计用于在极端环境条件下运行,无论是长时间的极端温度(-40 至 70°C)、高压、高冲击还是强烈的振动,均可正常工作。
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脐带电源 - 轻松应对

无论是来自 TMS、交流电源或整流直流电源的高压还是降压,Elmo 驱动器都可以针对任何情况,以丰富多样的驱动器产品系列处理任何电源
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全电式 ROV 的理想解决方案

Elmo 凭借极高的功率密度和无与伦比的效率成为全电动 ROV 的理想合作伙伴,无论是精确控制机械手还是平稳旋转推进器,均可轻松应对