第五章第八节水下机器人
海洋的诱惑
人类今天正面临着人口、资源和环境三大难题。随着各国经济的飞速发展和世界人口的
不断增加，人类消耗的自然资源越来越多，陆地上的资源正在日益减少。为了生存和发展，
人们开始向海洋进军，向其他星球进军，海上石油的开采正是这一大进军的前哨战。
海洋占地球表面积的71％，它拥有14亿立方公里的体积。在海底及海洋中，蕴藏着极其丰富
的生物资源及6 000亿亿吨的矿产资源。海底锰的藏量是陆地的68倍，铜的藏量为22倍，镍
为274倍，制造核弹的铀的储藏量高达40亿吨，是陆地上的2 000倍。海洋还是一个无比
大的能源库，全世界海洋中储存着2 800亿吨石油，近140亿立方米的天然气。因此，洋底的
探测和太空探测类似，同样具有极强的吸引力、挑战性。
众所周知，海底世界不仅压力非常大，而且伸手不见五指，环境非常恶劣。不论是沉船
打捞、海上救生、光缆铺设，还是资源勘探和开采，一般的设备很难完成。于是人们将目光
集中到了机器人身上，希望通过机器人来解开大海之迷，为人类开拓更广阔的生存空间。
历史性突破——水下6 000米无缆自治机器人
1997年6月，在烟波浩渺的太平洋，中国的“大洋1号”考察船停泊在夏威夷以东1 000海里
的海面上，5 000吨的考察船就像一片树叶似的，时而被海浪推上波峰，时而又抛到波谷。
考察船上的人们忍受着摄氏40度的高温，站在摇晃的甲板上俯视着海面，正在焦急地等待着
，寻找着什么。“看！上来了”，有人喊道。顺着手指的方向人们看到了一个貌似鱼雷的家
伙浮出了水面，这正是人们急切盼望的“CR－01” 6000米水下机器人。
科学家们从机器人的机舱里取出一面鲜艳的五星红旗，是它伴随着机器人潜入5 179米的太
平洋海底。五星红旗迎着海风飘扬，它向世人宣告，中国的6 000米自治水下机器人的工程
试验获得了成功，它是我国成功发射的第一颗“返回式海底卫星”，标志着我国自治水下机
器人的研制水平已跨入世界领先行列。
世界上第一台无人潜水器“Poodle”诞生于1953年，迄今已有45年的历史。最初的20多年
发展缓慢。70年代，随着海上石油开采的兴起，水下机器人的发展掀起了高潮。这一时期开
发出一批能在不同深度、可进行多种作业的机器人。它们可用于石油开采、海底矿藏调查、
打捞作业、管道铺设及检查、电缆铺设及检查、海上养殖以及江河水库大坝的检查等方面。
估计目前世界上已研制成的遥控水下机器人（ROV）在1 000台以上。
1986年863计划实施之前，我国研制的都是有缆遥控水下机器人，工作深度仅为300米。在86
3计划精心组织下，经过6年的艰苦努力研制出两台先进的无缆水下机器人。1994年“探索者
”号研制成功，它工作深度达到1 000米，甩掉了与母船间联系的电缆，实现了从有缆向无
缆的飞跃。从1992年6月起，与俄罗斯科学院海洋技术研究所合作，以我方为主，开始研制6
000米无缆自治水下机器人。1995年8月， CR-01 6 000米无缆自治水下机器人研制成功，
使我国机器人的总体技术水平跻身于世界先进行列，成为世界上拥有潜深6 000米自治水下
机器人的少数国家之一。
在高压环境下，耐高水压的动态密封结构和技术也是水下机器人的一项关键技术。机器
人上的任何一个密封的电气设备、连接线缆和插件都不能有丝毫渗漏，否则会导致整个部件
甚至整个电控系统的毁灭。
水下机器人的回收至今仍是一个没有完全解决的问题，尤其是在深海区的回收更加艰难
。
水的粘度比空气高，使得水下机器人能耗很大。特别是自治水下机器人（AUV），它既不
能采用太阳能电池，也没有脐带缆不断地供电，只能靠自带的蓄电池，从而限制了它在水下
的工作时间。因此开发应用比能率高的新的能源，将是AUV向远程、大范围作业发展的关键
。
海上打捞
1963年，在西班牙东海岸地中海的海滩上，风景秀丽，气候宜人，游人漫步在明媚的春
光中。突然，天空中轰的一声，一颗巨大的火球从天而降。原来这一天驻欧美军举行空军训
练，一架KC-125空中加油机在给B52轰炸机空中加油时，因摩擦生电引燃了机上的燃料，两
架飞机同时起火，飞行员紧急跳伞，飞机坠毁在海边附近 。令人震惊的是，B52轰炸机带有
5颗氢弹，它们的威力相当于100万吨TNT炸药！
这一消息激怒了西班牙的老百姓：“氢弹爆炸整个西班牙都要完蛋！”“叫他们马上把氢弹
弄走！”
五角大楼连夜召开紧急会议，然后指示驻欧海军部队立即出动，千方百计找回丢失的氢
弹。海军派出部队和各种舰艇及蛙人进行搜索，费了九牛二虎之力，在一个村子附近的海边
找到了3颗，在一片海滩中找到了第四颗，但就是找不到第5颗。
于是，人们议论纷纷：“苏联间谍穿了潜水服把它捞走了！”“国际恐怖组织派蛙人偷
走了！”“氢弹正在嗒嗒响，随时都可能爆炸！”
在万般无奈下，海军只好求助于刚刚制成的阿尔文号载人潜水器。阿尔文号看上去像一
艘微型潜水艇，但它前面装有一个长长的机械臂，并装备有各种传感器。
阿尔文号慢慢地沉入漆黑的海底，它头部的探照灯照亮了前方几十米处的海水，由于潜
水器和探照灯都靠电池供电，它的工作时间受到限制，需要经常升出水面更换电池。经过十
几天紧张地搜索，终于在850米深的海底找到了最后一颗氢弹。可是氢弹降落伞的伞绳与海
底的水草紧紧缠绕在一起，无法把它解开，如果硬拉又怕引起爆炸。阿尔文号只好把氢弹周
围的情况拍摄下来，带回去研究对策。
打捞指挥中心接到报告后，调来了名叫“科夫”的有缆遥控水下抢修车。这是一台遥控水下
机器人，它长5米，重1 400公斤，身上装有4个浮筒，它还装备有摄像机和探照灯，以及
打捞和修理沉船用的巨大的机械手。科夫根据阿尔文号的情报找到了失落的氢弹，然后在水
面母舰的遥控下准确地测出了氢弹的位置，再用它的机械手牢牢地抓住它，稳稳地托着它离
开了海底，缓缓地升到了海面。氢弹终于被找回来了！科夫机器人立下了汗马功劳。以后，
“科夫”被作了进一步的改进，制成多种用途的系列产品，用来回收鱼雷，打捞失事舰艇，
安装水声传感器等，直到80年代末它才退役。