陈 巍，魏延辉，曾建辉，贾献强，王泽鹏

(哈尔滨工程大学自动化学院，哈尔滨 150001)

随着人类对海洋越来越重视，对海洋的探索和开发也不断加强，而水下机器人是人类进行探索和开发的必备工具，对该方向的研究也成为当前的科学研究热点之一。水下机器人主要包含遥控型水下机器人(ROV)和自主型水下机器人(AUV)，其中，自主水下机器人［1－2］被广泛应用于海底管道探测、深海科学探索、海底资源勘测、水下物体搜索等领域。

水下机器人除了进行观察外，很重要的是进行水下作业和取样工作，这就需要应用水下机械臂。自主水下机器人为了节约能量，都是采用欠驱动方式工作。而水下机械臂进行水下作业时就会对自主水下机器人产生干扰，而欠驱动的自主水下机器人无法保证自主稳定，这样水下机器人和水下机械臂的协调运动就成为关键问题。

本文在介绍水下机器人－机械手系统(UVMS)国内外的研究进展的基础上，对UVMS的建模方法、运动学规划算法以及其控制方法和具体的研究内容进行了归纳和总结，以便为相关研究人员提供参考。

1 UVMS研究进展

1.1 国外UVMS研究进展

国外进行UVMS的研究起步较早，多个国家和地区都开展了这方面的研究，主要包括美国、欧洲、日本以及韩国等，并促成了一批专门从事UVMS研究的大学和科研机构。

美国斯坦福大学［3］Aerospace Robotics实验室在1996年研制了OTTER，实现了自主机器人通过机械手系统从海底取回特定的物体(图1)。该UVMS可以搭载具有1个或2个关节的机械手，在美国蒙特里海洋生物研究所(MBARI)的测试水槽里进行了试验，为其后UVMS的设计、模型的建立以及控制方法验证提供了重要参考。……