SEAEYE FALCON 型 水下机器人系统
英国 SAAB Seaeye 公司
Falcon 型水下机器人系统基本组成配置方案:
序号 设备名称 规格及指标 数量
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水下机器人 潜器单元
潜器主机工作水深:300 米; 潜器主机尺寸:1000mm 长×600mm 宽×500mm 高; 潜器主机重量:55Kg; 系统标配 5 组推进器,其中 4 组 SI-MCT01 型直流无刷水平推进器 和 1 组 SI-MCT01 型直流无刷垂直推进器。 潜器水下航行速度:z 大 3 节;潜器负载:14kg。 前/后向推进力:50kgf,侧向推进力: 28kgf,垂直推进力:13kgf。 内置传感器:系统内置磁罗经、角速 度计和深度传感器。航行精度:±0.5°;姿态精度:±0.1°;深度精 度:±0.5%。 摄像系统:系统标配 2 组视频通道和 2 组 LED 照明 灯。 云台:系统配套一个为俯仰云台,俯仰z大角度为±90°。
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2
水下机器人 甲板单元
控制和供电单元:系统标配 1 组甲板控制和供电单元。 显示器:系统标配 1 组 22 英寸彩色触摸显示器。控制系统升级为 Icon 智能系统。 视频叠加功能:满足系统在实时摄像视频上叠加多种文字、图形等 信息需要,包括航向角度数值、航向方位图形、ROV 水深、ROV 高度、云台姿态、时间日期、自定义文本信息、ROV 缠绕圈数等。 键盘鼠标:系统标配全功能键盘和鼠标。 手持控制器:系统标配一个多功能手持控制器,满足 ROV 水下飞行 方向和速度等 控制、云台控制、照明和摄像控制、定向,定位,定 高和定深控制等功能应用。 2 套技术手册及配套光盘。
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3 双绞脐带缆 290 米,中性脐带缆。 1 4 脐带缆终端组件 包括电缆夹具、水下和水上电缆终端接插件。 1 5 便携式手摇绞车 Seaeye 定制,290 米缆长容量。 1 6 甲板通讯电缆 10 米通讯电缆。 1 7 布放锁扣装置 316 不锈钢制,便携式吊放和回收锁扣装置。 1 8 广角低照度彩色摄像头 水平分辨率 480TV 线,光感度 0.2Lux,视角 91°。 1
9
高分辨率低照度黑白摄 像头
水平分辨率 560TV 线,光感度 1.3x10 3 Lux,视角 82°。含安装集 成和通讯接口电缆定制。
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10
导航避碰声纳
包括声纳探头、声纳甲板通讯单元、通讯连接线和安装固定支架。 性能指标为:工作频率 675KHz,波束宽度:40°×1.5°,扫测视角 360°可调,z大工作量程 100 米,z大工作水深 4000 米。
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多波束 2D 声呐
包括声纳探头、声纳甲板通讯单元、通讯连接线和安装固定支架。 性能指标为:工作频率 900KHz,扫测视角 180°可调 ,z大工作量程 100 米,z大工作水深 4000 米。
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12
高度计 包括高度计传感器、通讯连接和安装固定组件等。性能指标为:工 作频率 500KHz,波束宽度 6°,z大工作量程 0.3 – 50m。
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13
小型 5 功能机械手
包括固定支架、浮力块、标准 5 功能液压机械手,甲板手持控制器、 电动液压泵、通讯阀门包和安装固定套件。性能指标:机械手采用 316 不锈钢材质,可 180°旋转,扭矩力为 8Nm,提升力为 10Kg。
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14 系统备件包 Falcon SSK 型 ROV 系统备件包,含备用推进器、维护工具等。 1 15 系统运输存放箱 包括 ROV 水下潜器、甲板单元、绞车等高强度运输存放箱。 1 16 系统技术培训服务 代理商工程师国内现场 5 天系统安装、调试、测试、培训等服务。 1
Falcon 型水下机器人系统工作原理:
系统主体为多功能水下潜器运载平台,集成高清晰摄像头、高分辨率图像声纳单元、
高精度水下激光扫描器、高精度水下导航定位单元,及相关机械手、剪切器、采样
器等配套工具装置。借助光学、声学成像原理,对水下目标进行全方位三维立体成
像,实时检测水下目标物的状态和特性。另外,通过抓取、切割、采样等工具手段,
可进行水底沉积物采样、障碍物提取和水底目标物搜寻等操作,帮助用户对水下特
定目标进行系统监测和检测。
Falcon 型水下机器人系统功能特性(性能优势):
特有的位置悬停功能,并可根据指令,自动行走指定的距离,此功能独一无二 便携、灵活、动力强劲、有效载荷大的水下运载平台 ICON 控制系统运用,人机相互系统更加人性化、智能化,系统实现自动飞行
经典的开放式框架结构设计,满足传感器/工具扩展要求,各种组件拆卸方便、维
护简单
设计成熟,配套工具系统化,产业化
矢量推进器确保潜器卓越稳定的横向水平运动性能和灵活操控性(与前向运动能
力同等重要)
卓越的全向抗流操控稳定性,确保获取高质量视频文件和监测数据
分布式智能电子节点设计,部件集成灵活,z多可扩展集成 128 个传感器组件; 另外,组件集成类似 USB 插拔一样简单容易,便于用户自行组件维护和更换
可扩展光纤通讯模块,满足高清数字摄像和声纳的高带宽通讯应用要求
具有系统自我诊断和故障隔离功能,z大程度保护系统部件可靠性
无铅封或油封部件,维护快速,成本低
Falcon 型水下机器人系统功能用途:
1、 动态实时视频检测堤坝、船体水下结构体并保存视频图像
堤坝水下障碍物结构视频检测
船体水下结构视频检测 2、 堤坝、码头、桥梁水下结构体声纳图像检测和破损评估
水下坝体结构和栏污栅声纳图像检测
3、 水底淤积物取样和分布区域评估
水底沉积物视频图像 4、 水下障碍物搜寻、定位和提取
5、 配合潜水员进行水下目标物抓取、清洗等辅助工作
Falcon 型水下机器人系统设备主要性能:
水下潜器本体主机:
水下潜器本体主机采用高强度聚丙烯工程塑料框架结构,具有坚固、浮力大、易钻
孔和耐腐蚀的优点。系统结构采用z佳的流体平衡性设计,合理的框架结构和浮力
压载配比,保证系统在水下具备z佳的稳定性和操控性;经久耐用的安装固定方式,
确保固定在主机上的摄像头、声纳等传感器的安全;系统主板采用功能接口模块化
设计,便于单元组件集成、更换和故障排查,z大程度提高效率和降低成本;开放
式平台,灵活扩展多种功能组件,兼容声纳、USBL 水下声定位系统、高度计、机械
手、清洗刷、取样器等相关功能组件,实现在各种不同环境下的具体应用。 直流无
刷推进器: 5 推进器结构配置,其中 4 个水平矢量推进器,1 个垂直推进器。
Seaeye 从 1987 年开始使用无刷直流型主推进器技术,这种推进器带有速度反馈驱
动电路,对推进进行精确快速控制。结合固态速率陀螺,增强方向稳定性,并防止
航向改变过调节,使得 ROV 水下“飞行”变得简单容易。
摄像头和照明灯:
系统标配两个高亮度 LED 照明灯,3200 流明光照度,可在全视距范围内提供足够的 照明光源。另外标配高分辨率、低照度、彩色广角摄像头和 180 度俯仰云台。 传感
器和相关自动功能。
ROV 主机配有高分辨率深度传感器,高精度三维姿态、航向等传感器,因而 ROV
主机具有自动定深、定向、定位和推进器功率锁定等自动巡航功能。
脐带缆和绞车:
系统选配直径 11/14/16mm 多种规格的高强度中性浮力光纤脐带缆。缆绳重量轻, 强度大(z小断裂荷载 530Kg),材料柔软、颜色醒目,便于安装、牵引和缠绕存放。 Falcon 系统提供多种规格手摇/电动绞车可选,配套滑环和 10 米甲板通讯电缆。
系统显示控制主机:
系统采用目前z先进的分布式ICON智能控制系统,所有传感器均具有交互式自
我诊断通讯功能,确保系统所有功能单元的运行安全和稳定可靠。系统配套功能键
盘和手持操控器,实时同步控制 ROV 水下本体的飞行姿态和功能应用;系统控制主
机采用便携一体化综合控制台设计,高强度箱体式结构,紧凑稳固,集成供电电源、
系统控制单元、显示器和键盘等单元模块于一体,可直接进行运输和存放;系统功
能丰富,包括推进器功率锁定、推力补偿、单个推进器功能中止、位置悬停、摄像
头角度锁定、数据输出与输入、摄像头切换、图像信息覆盖、照明灯开关控制、照
明强度调节制等一系列操作指令。
屏幕信息显示:
22 寸彩色液晶触摸显示器,类似智能手机操作界面,可根据个人喜好,自定义相关
的页面显示;摄像视频显示、记录和文字标注信息叠加等功能操作;数据、影像等存
储操作。相关必要参数信息显示,包括深度、航向、日期、时间、姿态、文字标注、
推进器增益、摄像头云台旋转角度、自动控制状态等。
电源供电:
国际通用电压供电,从 100-270VAC 可选,功耗 2.8KW;内置独立稳压电源、线性
电压电流显示和阻抗隔离监视模块;自动断电保护和接地电路设计;系统单元均遵
循国际水下电压安全防护标准,确保系统运行过程中的操作人员和仪器设备的安全。
配件、专用工具和操作手册:
随机提供全面完备的系统备件包,包括电路主板、保险丝、密封圈等; 随机提供一
套备用推进器,以便用户及时就地更换故障推进器; 随机提供一套专用工具包,以
便用户自行拆卸和替换 ROV 各部件;随机提供系统备件,以便于在野外作业时随时
解决遇到的问题; 随机提供完整的系统操作手册和光盘。
仪器运输存放箱
高强度防水防震型仪器运输存放箱;箱体外部带有把手和锁扣,便于运输和存放;
仪器箱体规格符合国际航运标准,便于进行航空运输;仪器箱内部配有高弹性泡沫
材料,以便运输过程中确保内部仪器的安全。
相关扩展传感器和工具组件 :
高度计: 帮助用户实时了解 ROV 在飞行过程中距离水底的高度,以保证 ROV 在水下
的安全性。 量程:0-50m,精度:1mm。
光纤通讯升级组件:
将 Falcon 标准型的常规双绞脐带缆通讯升级为光纤脐带缆通讯,z长可配 1100
米 光纤脐带缆,同时增加更多的视频与数据通讯传输通道,可集成更多的外围传感
器。
小型(3 钳夹式)机械手:
3 个 100mm 不锈钢夹钳,可以抓取垂直
或水平物体; 通过安装斯坦利刀片,可
以用来剪切
9mm 直径的绳索; 小型 5
功能机械手: 专用甲板手
持控制器操作;
90 度臂旋转和 180 度夹钳旋转; 夹钳内 嵌了 1/4”缆绳剪切器,10kg 举力;
小型电缆液压剪切器:
含 10mm 钢缆剪切器和 19mm 缆绳剪切器;
专用手柄控制器操作;
316 不锈钢材质,可 90°旋转; z大液压力 100BAR;
电动清洗刷:
箱式采样器: 通过配套 5功能机械臂,系统可集成 2 升容量的箱式采样器,满足海底
表层取样需要。
吊放锁扣: 帮助用户灵活吊放和回收 ROV 潜器主机,保证水上作业
方便、安全。
其他仪器可选:
可根据应用需要,选配各种广角、变焦、低照度、高分辨率、高清数字摄像头,并
配套伺服扩展云台和安装组件。其中在混浊水域建议选配高分辨率低照度摄像头。
导航避碰声纳: 帮助用户实时获取和查看 ROV 水下四周 360 度探测范围内的障碍
物分布情况,可提前 预警避碰有关水下障碍物,保证 ROV 水下飞行安全和设备可靠
性。
多波束图像声纳: 采用多波束前视声纳探头,针对特定水下目标进行实时高分辨率
2D图像扫测,帮助 用户准确了解具体目标在水下的形状、姿态、尺寸等信息。
USBL超短基线水下声学定位系统+GPS水面定位系统:
通过配套水面 GPS定位系统和水下 USBL 声学定位系统,用户可实时获取 ROV 的水
下 位置(经纬度)坐标、距离母船的距离、水深、飞行轨迹等信息,以便对 ROV进
行 水下精确定位和飞行轨迹控制。
现场安装布放:
国内应用案例: 1、 沈阳自动化所(交通部救捞项目应用)
2、 上海海事大学(科研实验应用)
3、 大连海事大学(千岛湖水下考古)
4、 中船重工 750 试验场(抚仙湖、南海专业打捞和水下试验目标搜寻)
5、 深圳海油工程水下技术有限公司(康菲渤海溢油、石油平台结构检测)
Falcon 型水下机器人系统主要技术指标
SEAEYE FALCON 型 ROV 系统基本配置技术指标
耐压深度 300 m 尺寸 长 1000 mm x 宽 600 mm x 高 500 mm 空气重量 55 Kg 框架结构 高强度聚丙烯工程塑料 内置传感器 航向(罗经)、姿态、深度等传感器
推进器
推进器结构组成 总共 5 个直流推进器 – 4 个水平矢量推进器, 1 个垂直推进器。 前推力 50kgf 垂直推力 13kgf 侧 向推力 28kgf 前 进速度 >3 knots 有效载荷 14kg
标配摄像头和照明灯
摄像头云台 180 度俯仰 广角低照度彩色摄像头 480 线,0.2 Lux 感光度,水平视角 91 度 高 分辨率低照度黑白摄像头 560 线,0.0013 Lux 感光度,水平视角 82 度 视频格式 NTSC or PAL 输出信号 STP/FO Composite 数据合成 传输方式 双绞线信号传输 内置照明 2 组高亮度 LED 照明灯(3200 流明 X2),亮度可调
控制系统(包括:系统控制台,显示器,手动控制器,稳压电源)
系统控制台
重量 14Kg 输出接口 BNC(视频)接口、RS232 传感器通讯接口 数据通道 2 个视频通道,1 个灯光控制通道 自动功能 自动定深,自动定向,推进器功率锁定功能,自动定高可选 监视器 22 寸彩色 触摸显示器 信息参数显示 推进器增益(功率)设定参数, 照明等级设定,推进器功率
锁定设置, 深度, 航向姿态, 系统运行小时计数,摄像头角 度,时间,日期和用户注释文本信息等 用户注释文本 用户可z多注释 28 个字符的文本信息 屏显位置 可设定信息栏在屏幕上显示的位置,顶部 / 底部 / 关闭 菜单 快速操作菜单,设置、校正、诊断、可选项等菜单 手持 控制器 尺寸长度 长 280 mm x 宽 180 mm x 高 145 mm 重量 2.42kg 操纵杆 单一按键- 前进,后退,左旋转,右旋转,左侧转,右侧转 垂直推进器 按比例手柄步进调节控制
附加控制 键盘设定:推进器增益(功率)控制,推进器功率锁定,自 动定深,自动定向,云台控制,相机焦距控制,相机切换, 照明灯开关,灯光强度等 甲板稳压电源 输入电压 200-240 VAC 功率 z大 2800 W 配置&安全 开关电源、控制系统,22”触摸显示器和键盘统一安装 在机 架式运输箱中。包括带 5m 电缆线的手柄控制器的所有连接 都在前面板上,非常方便。绝缘电源输入,从甲板单元输出 到脐带缆的 500VDC 电源电气隔离。内置断路器保护, 线路 绝缘监控, 检漏仪等模块
脐带缆
直径 11/16mm 双绞脐带缆可选,14mm 光纤脐带缆可选 长度 破断力 双绞脐带缆z长 450m;光纤脐带缆z长 1100m 5300N
材质 高强度聚芳酯纤维 浮力 淡水中性,海水轻微正浮力
现场维修备件工具包,手册
备件工具包 O 型密封圈, 桨叶, 保险丝等 备用推进器 标准备用推进器 1 个 手册 操作技术手册及光盘,附录系统组件出厂检测报告文件
制造商基本情况介绍
Saab Seaeye 公司成立于 1986 年,是瑞典 Saab 集团水下系统公司的全资子公司, 专业从事电动 ROV 的研发和生产,具有非常丰富的水下目标检测等应用经验。Saab Seaeye 公司在 ROV 设计创新方面具有很多独到的突破:
直流无刷推进器
高强度工程塑料框架
碳光纤节点设计
分布式智能和模块控制系统
针对深水应用的z新电源分布概念
Saab Seaeye 公司坐落于英国汉普郡,交通便利,距
离伦敦希斯罗机场、朴茨茅斯港和南安普顿港都只有
1 个小时左右的车程。 拥有建筑面积 24000 平方英尺、 占地 1.5 英亩的集办公、设计、装配和测试于一体的
综合性专业工厂,具有完备的设计、加工、集成调试、
ROV 组件压力测试、ROV 水池调校和性能评估、技 术培训和专业会议等配套条件。
目前 Saab Seaeye 公司拥有 120 名员工和 48 名承包商,2011 年销售额超过 2000
万英镑 ,依托专业化的电子、机械设计与技术服务团队,以及遍布全球的供应商和
技术支持网络,Saab Seaeye 公司已成为全球z大的 ROV 制造商和行业领导品牌。
全球 ROV 水下机器人第一品牌!涵盖小型、中型、大型 ROV 全系列产品!
全球中小型 ROV 市场份额分配图
全球 ROV 市场份额分配图
(© Infield Systems 第三方调查机构发布)
与 Saab Seaeye 公司合作的核心优势:
• Saab Seaeye 公司为 DNV ISO 9001 质量体系认证企业。
• 丰富、完整的 ROV 系统设计历史记录,并不断帮助用户进行系统升级维护。
• Saab Seaeye 公司已交付超过 600 台套 ROV 系统,并已成为当今众多电动
ROV 制造商参照和模仿的标准。
• 高素质的技术服务和工程支持团队,全年 365 天 24 小时技术支持热线服务。
• 拥有超过 200 万英镑的各型号系统备件库存,z大程度降低客户维护周期。
• 定制化的系统设计和集成方案,z大程度满足客户的各种应用要求。
• 综合、完备的系统集成、测试和培训等工厂设施和条件。
• 丰富的项目现场管理、实施经验,帮助用户提高项目现场 ROV 应用能力。
选择应用电动 ROV 系统的核心优势 - 宗旨 ‘投入更少回报更多’:
• 在满足同等工作要求的条件下,ROV 系统重量、尺寸较小,对 ROV 布放和
回收系统和功耗要求也较小,有效减少船舶甲板空间要求,适用性更广泛。
• 能够更快的集成组装与拆卸,便于移动和运输。
• 操作与维护更加简单,更加节省时间和经费。
• ROV 系统水下飞行更加灵活,容易实现精确操控。
• ROV 系统运行过程中噪音小,有效提高测量数据的精度和可靠性。
• 系统更加可靠,配套人员数量少,维护成本低。
• 更加保护环境,z小程度减小油污泄漏。
• 更少的资金和运作成本
制造商技术保证和客户服务情况介绍
Saab Seaeye 公司针对每一套出厂 ROV 系统,都免费提供为期 5 天的出厂测试验
收和技术培训服务,并可根据用户需要,提供全球范围内的项目现场培训和技术支
持服务,保证用户对整套 ROV 系统的工作原理、系统组成、功能应用、现场操作、
故障排查和维护保养等环节都能有完整和深入的理解。
每一套 ROV 系统都随机带有 2 套完整、详尽的出厂测试报告和用户手册,同时在工
厂留有电子备份,保证用户在较长时间内的系统维护、升级等技术应用需要。随机
提供全面完备的系统备件和工具包,以便用户及时就地自行拆卸和更换故障部件。
依托海量的备件库存和全球技术服务与供应商网络支持,用户可在全球任一项目现
场、全年 365 天 24 小时获得 Saab Seaeye 公司的技术支持服务。
Saab Seaeye 公司 ROV 系列产品全球主要用户清单 海洋石油工程用户:Fugro、
Hallin、Subsea 7、DNT Offshore、BP、SHELL、NPCC、
CCC、COOEC、Acergy、Mermaid、Smit Europe、Mako、Subsea Vision… 科研高校用户:Columbia University、UK Underwater Centre、SOFIE、Dalian Maritime University、Shanghai Maritime University、Zhejiang University、CSIC… 军 队用户: Russian Navy、 French Navy、 UK Navy、 Italian Navy、 US Navy、 Romanian Navy、UAE Navy、 Danish Navy、 Finnish Navy、 Spanish Army、New Zealand Navy、
China Navy…