張 冉

（鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院，河南 鄭州 450046）

深水探測器，是用于水下觀察、測量、檢修以及打撈等水下應(yīng)用的設(shè)備，有纜遙控探測器ROV（Remote Operated Vehicle）和自主式水下探測器AUV（Autonomous Underwater Vehicle）有纜遙控探測器ROV（Remote Operated Vehicle）和自主式水下探測器AUV（Autonomous Underwater Vehicle）。ROV與AUV的不同之處在于ROV不能自帶動力能源，其動力必須由母船提供，并通過母船來遠程控制其在水下的活動。在未來，在水下探測器的市場上AUV將占有主導(dǎo)地位，以現(xiàn)階段AUV為主要研究對象。

1 水下探測器的市場前景和使用價值

1）使用群體。深水探測器的大部分使用群體是水下救援工作者、水下探索愛好者、水下養(yǎng)殖企業(yè)等。而對這部分人來說，在沒有深水探測器的時間里，他們不得不使用人工水下操作甚至親自下水，只要有人在水下工作就難免會出現(xiàn)各種意外，誰也無法保證工作者的生命安全，他們需要的就是可以代替他們進行水下探測的機器，而且需要操作系統(tǒng)簡單便捷，只要可以代替他們完成水下測量和探測作業(yè)，就可以大大減少水下工作的危險系數(shù)，工作者也有了安全保障。

2）不同探測器類型。（1）消費型水下探測器。可分為娛樂與教育兩類。娛樂類型產(chǎn)品分為水下推進器和水下拍攝機器人兩種。水下推進器的結(jié)構(gòu)比較簡單，其中包括推進器殼體、電池、控制裝置、驅(qū)動電機、傳動裝置、螺旋槳及浮力裝置7部分。通過手持推進器的方式控制在水中的活動，調(diào)節(jié)推進器的轉(zhuǎn)速獲得不同程度的助力提高游行速度，推進器不僅可以幫助人們進行游泳的運動，并且可以將游泳者帶入水下較深區(qū)域協(xié)助使用者進行一系列的觀光等活動。（2）工業(yè)級水下機器人。工業(yè)級的水下機器人產(chǎn)品種類繁多，這也是因為各個行業(yè)的需求不同所導(dǎo)致的，整體來看就是在現(xiàn)有的推進器上加上產(chǎn)業(yè)所需要的機械產(chǎn)品，由于行業(yè)需求不同，所以各種設(shè)備加裝的整合方案就會存在差異性，所以對于技術(shù)的實現(xiàn)要求就要高很多。（3）軍工級水下機器人。軍工級水下機器人因國家的需求而逐步發(fā)展，它與娛樂和工業(yè)的顯著差別就在于其成本過高、技術(shù)難度大、研發(fā)周期長等。軍工級水下機器人不僅對自身的要求極其嚴格，而且它要求人們對于它的技術(shù)不斷創(chuàng)新不能停滯不前，這也就是我國軍工業(yè)強大的原因。

2 深水探測器設(shè)計可行性分析

深水探測器設(shè)計將在目前水下探測器的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進行創(chuàng)新、改良和改造，通過對水下環(huán)境的思考，對功能上的完善，打造一款多功能的深水探測器。主要結(jié)構(gòu)有：扁平滑外觀結(jié)構(gòu)：不同于目前市場上的主流水下探測器造型，此造型可大幅度降低水下移動產(chǎn)生的阻力且可靈活移動，結(jié)合仿生學(xué)水下探測器和無人機的優(yōu)點，可使產(chǎn)品在水下行動自如。側(cè)翼旋漿結(jié)構(gòu)：產(chǎn)品兩翼帶有控制升降的旋漿結(jié)構(gòu)。推進結(jié)構(gòu)：產(chǎn)品尾部為三個推進器，上面兩個小推進器可控制左右移動，下面的較大推進器控制移動的速度。照明結(jié)構(gòu)：產(chǎn)品前端帶有照明燈。實時傳輸裝置：在產(chǎn)品前端照明燈的下面為實時傳輸攝像頭，可觀察水底情況也可錄制視頻。緊急自救裝置：產(chǎn)品頂部為緊急自救盒，當產(chǎn)品緊急斷電時，該裝置自動打開，里面的急救氣囊將緊急打開將產(chǎn)品浮出水面。測量裝置與控制裝置：在產(chǎn)品底部有兩個測量裝置，左側(cè)為溫度測量裝置右側(cè)為水流速度測量裝置。產(chǎn)品內(nèi)部為操作控制主板，內(nèi)嵌GPS定位系統(tǒng)。

3 市場可行性分析

目前的深水探測器市場產(chǎn)品價格高、功能較為單一、操作較為復(fù)雜，使用客戶僅存在于大型企業(yè)和有經(jīng)濟能力的水下愛好者，并不能做到普及。隨著時代的快速發(fā)展，人們開始對水下進行更進一步的探索，在水下的工作也逐漸增多，且人們的安全意識也逐漸增高，這也就導(dǎo)致這種高危行業(yè)的工作人員日漸減少，目前就缺少能夠代替人工大眾化的產(chǎn)品，若該產(chǎn)品的價格和功能都在可控范圍內(nèi)，該產(chǎn)品在未來將會有很大的市場。

4 深水探測器的材料可行性分析

深水探測器的設(shè)計是基于目前市場水下探測器的基礎(chǔ)上的創(chuàng)新與改良，就目前的市場水下探測器材料，常見的材質(zhì)有鈦材料、泡沫材料、聚合體材料等，這些材料無疑讓產(chǎn)品的造價變得很高，人們對深水探測器的需求也在日漸增高，人們目前的要求也僅僅只是價格低廉且功能相對完善，若該產(chǎn)品的價格和功能都在可控范圍內(nèi)，采用低廉的PVC硬板和疏水劑以及防水膠作為制作材料。

5 目前市場上深水探測器存在以下幾個問題

深水探測器全程在水下進行操作，造型如果過于笨重且表面積過大的話會導(dǎo)致水下阻力增大，這樣不僅會造成能源不必要的消耗也會使產(chǎn)品在水下行動不便。所以在造型方面進行創(chuàng)新，采用扁平滑式外殼，使水下阻力大幅降低，提高產(chǎn)品在水下的靈敏度。

深水探測器在水下主要進行信息的采集與測量，所以產(chǎn)品的密閉性和防水性必須過關(guān)，這一點現(xiàn)有的水下產(chǎn)品做得已經(jīng)非常到位了，可以利用現(xiàn)有的科技來達成這一目標。

目前市場上的水下探測器，主要還是利用的仿生學(xué)，包括外觀、移動方式和操作方式，這樣也就會導(dǎo)致產(chǎn)品在水下移動緩慢，并不能做到行動自如，而這款深水探測器，利用尾部以及兩翼總共5個推進器，可以接近達到無人機的靈敏度，也可稱其為“水下無人機”

對于目前市場上水下測量方式，現(xiàn)階段的水下探測器只可以觀察水下情況，并不能測量相關(guān)數(shù)據(jù)，如果需要測量數(shù)據(jù)還要利用別的儀器，這樣就會很麻煩，所以將必要的測量與深水探測器相結(jié)合，這樣在水下勘測的時候就可以一并測量多種數(shù)據(jù)，省時省力。

6 深水探測器設(shè)計概念研究

深水探測器的功能強大但是不能被廣泛應(yīng)用，說明人們對深水探測器的作用尚不明確，也正因為如此，深水探測器才會被大家淡忘，但歸根結(jié)底還是大家對水下作業(yè)的安全沒有重視，并且現(xiàn)階段水下儀器的造價昂貴，所以造成了水下機器少的情況。如果深水探測器能夠達到造價低且能達到無人機一樣的效果，那么就可以極大程度上降低水下探測的難度和風險，深水作業(yè)者的安全問題也就有了保障?，F(xiàn)階段的功能雖然有些成色但還不夠成熟，水下避障、自動返航、緊急自救、水下測量等功能還不完善，所以還需要很多改進的地方，外形設(shè)計也可以嘗試創(chuàng)新，能夠極大程度地減少水下阻力就能剩下大部分能源。

7 結(jié)束語

工業(yè)革命帶動了世界科技的發(fā)展，隨著科技的不斷進步，人們開始對未知進行探索，深水就是探索的重要一部分，深水探測器從那時起就誕生了，到現(xiàn)在，人們開始水下作業(yè)，深水探測器也是水下作業(yè)者最好的替代產(chǎn)品。在對深水探測器現(xiàn)狀、市場、功能進行研究的基礎(chǔ)上，對深水探測器在普及化及功能需求上進行研究，現(xiàn)階段的功能雖然有些成色但還不夠成熟，水下避障、自動返航、緊急自救、水下測量等功能還不完善，所以還需要很多改進的地方，外形設(shè)計也可以嘗試創(chuàng)新，能夠極大程度地減少水下阻力就能省下大部分能源。