水下机器人行业发展现状及趋势分析 对水下领域的探测需求持续增长

• 黄文玉 2023年10月16日 来源：互联网 1429 94
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水下机器人也称无人遥控潜水器，是一种工作于水下的极限作业机器人。水下环境恶劣危险，人的潜水深度有限，所以水下机器人已成为开发海洋的重要工具。

水下机器人的概念及优缺点

水下机器人也称无人遥控潜水器，是一种工作于水下的极限作业机器人。水下环境恶劣危险，人的潜水深度有限，所以水下机器人已成为开发海洋的重要工具。无人遥控潜水器主要有：有缆遥控潜水器和无缆遥控潜水器两种，其中有缆遥控潜水器又分为水中自航式、拖航式和能在海底结构物上爬行式三种。

从种类上看，根据是否载人可以将潜水器分为载人潜水器和无人潜水器两类。无人潜水器按照与水面支持系统间联系方式的不同可以分为有缆遥控水下机器人、无缆水下机器人两种。有缆水下机器人都是遥控式的，根据运动方式不同可分为拖曳式、(海底)移动式和浮游(自航)式三种。

典型的遥控潜水器是由水面设备(包括操纵控制台、电缆绞车、吊放设备、供电系统等)和水下设备(包括中继器和潜水器本体)组成。潜水器本体在水下靠推进器运动，本体上装有观测设备(摄像机、照相机、照明灯等)和作业设备(机械手、切割器、清洗器等)。

优点：水下机器人可在高度危险环境、被污染环境以及零可见度的水域代替人工在水下长时间作业，水下机器人上一般配备声呐系统、摄像机、照明灯和机械臂等装置，能提供实时视频、声呐图像，机械臂能抓起重物，水下机器人在石油开发、海事执法取证、科学研究和军事等领域得到广泛应用。

缺点：由于水下机器人运行的环境复杂，水声信号的噪声大，而各种水声传感器普遍存在精度较差、跳变频繁的缺点，因此水下机器人运动控制系统中，滤波技术显得极为重要。水下机器人运动控制中普遍采用的位置传感器为短基线或长基线水声定位系统，速度传感器为多普勒速度计会影响水声定位系统精度。因素主要包括声速误差、应答器响应时间的丈量误差、应答器位置即间距的校正误差。而影响多普勒速度计精度的因素主要包括声速c、海水中的介质物理化学特性、运载器的颠簸等。

水下机器人行业发展现状分析

中国水下机器人行业产业链上游参与主体为水下机器人核心硬件供应企业与核心技术系统研发企业;主要零部件为单片机、推进器、声呐、姿态传感器、湿度传感器等;中游参与主体为水下机器人生产制造企业;下游涉及水下机器人各应用领域，主要为海洋工程、水产养殖、科学研究、水下娱乐、城市管道检查与清洁等。

根据数据显示，中国水声通信市场规模呈现逐年上涨态势，2022年中国水生通信行业市场规模约为22.71亿元;从区域分布情况来看，东部沿海地区占据了较大市场份额，占比为91.09%，西部占比为6.07%，其他地域占比为2.84%。

潜水器的水下运动和作业，是由操作员在水面母舰上控制和监视。靠电缆向本体提供动力和交换信息。中继器可减少电缆对本体运动的干扰。新型潜水器从简单的遥控式向监控式发展，即由母舰计算机和潜水器本体计算机实行递阶控制，它能对观测信息进行加工，建立环境和内部状态模型。操作人员通过人机交互系统以面向过程的抽象符号或语言下达命令，并接受经计算机加工处理的信息，对潜水器的运行和动作过程进行监视并排除故障。开始研制智能水下机器人系统。操作人员仅下达总任务，机器人就能根据识别和分析环境，自动规划行动、回避障碍、自主地完成指定任务。

根据中研普华产业研究院发布的《2023-2028年国内水下机器人行业发展趋势及发展策略研究报告》显示：

无人有缆潜水器的发展趋势有以下优点：一是水深普遍在6000米;二是操纵控制系统多采用大容量计算机，实施处理资料和进行数字控制;三是潜水器上的机械手采用多功能力反馈监控系统：四是增加推进器的数量与功率，以提高其顶流作业的能力和操纵性能。此外，还特别注意潜水器的小型化和提高其观察能力。

根据数据显示，中国水下机器人应用领域占比最重的为海洋工程，占比35%，占比第二的为水产养殖行业，占比20%，科学研究占比10%，水下娱乐占比10%，城市管道检查与清洁占比5%。为生产制造出符合上述条件的水下机器人，企业需不断进行更新改良，因此水下机器人中游生产及人工成本高，对下游议价能力强，据统计我国水下机器人市场规模从2015年的12.52亿元增长至2021年的31.63亿元。

随着技术的逐渐成熟和消费水平的提升，人们对水下领域的探测需求持续增长，民用水下机器人市场将持续稳定增长。根据数据显示，资源勘查类水下机器人市场占比为41.59%;安全监测类水下机器人市场占比为33.45%;搜索救援类机器人市场份额为11.75%。

2022年4月11日，成都市府河西公园的锦江水面，成都首台“智能水域机器人”下水。2022年10月27日-30日，第六届全国水下机器人大赛(大连)在辽宁省大连市成功举办。2023年4月13日，国网甘肃刘家峡水电厂首次采用型号为VVL-V600-4T的水下机器人潜入水库坝前，开展溢洪道闸门水下检查试验，并模拟堵漏取得良好效果。此次试验模拟不仅验证了水下机器人的灵敏度，更考验了该厂“蛟龙创新团队”的事故处理能力。

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