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书名：

机器人制作入门

ISBN：

781077560X

价格：

49

出版社：

北京航空航天大学出版社

作者：

：〔美〕Did Cook著 崔维娜 王巍 高玉苹 郑静 译

出版日期：

2005.07

版次： 1

装帧： 平装

页数： 466

开本： 16开

中图法分类：

TP242

简介

本书从一个业余机器人制作者的角度细致、浅显地讲述了自制机器人的制作过程。全书以制作一个巡线机器人为主线展开，包括工具的使用、元器件的选购、控制电路的制作、机器人壳体的制作、运行调试等内容。

本书简单、易懂，描述细致入微，对读者制作过程中可能遇到的问题做了详细的考虑，并提供了调试电路和解决问题的办法。

本书除可作为机器人制作的读物外，也适合作为中学生课外科技活动的辅导教材。

目录

第1章 欢迎机器人发明家

1.1 4门学科1

1.2 自制机器人剖析2

1.2.1 大脑3

1.2.2 电力单元4

1.2.3 传感器6

1.2.4 动作及反馈7

1.2.5 其他元件9

1.2.6 机身10

1.3 制作10

1.3.1 循序渐进11

1.3.2 模块制作11

1.3.3 轻松

1.3.4 寻求友爱和帮助13

1.4 后续内容13

第2章 获得工具和零件的途径

2.1 订阅免费信息15

2.2 发现潜在信息17

2.2.1 解读栏目的内容17

2.2.2 清点商品目录的页数17

2.2.3 价格比较17

2.3 省钱18

第3章 安全

3.1 从年龄和阅历中受益20

3.2 遵循使用说明20

3.3 戴上安全护目镜21

3.4 穿戴其他安全服装22

3.5 确保足够的通风23

3.6 正确存放23

3.7 饭前洗手23

3.8 避开危险的化学元素24

3.8.1 铅24

3.8.2 汞24

3.8.3 镉26

3.9 触电26

3.9.1 AC与DC26

3.9.2 使用可充电电池和专业变压器26

3.9.3 通过断路开关和GFCI插座连接27

3.9.4 保留接地引脚29

3.9.5 断开电源29

3.10 避开危险机器人30

3.11 估计电机大小30

3.12 照明30

3.13 好好休息并且保持头脑冷静31

第4章 数字万用表

4.1 必备特性33

4.1.1 数字式33

4.1.2 位数34

4.1.3 DC电压34

4.1.4 DC电流34

4.1.5 电阻35

4.1.6 探针或引线35

4.1.7 过载/保险丝保护35

4.2 最好具备的特性36

4.2.1 电容36

4.2.2 二极管36

4.2.3 导通36

4.2.4 频率37

4.2.5 占空度37

4.2.6 自动改变量程37

4.2.7 自动断电39

4.2.8 晶体管39

4.2.9 双显示39

4.2.10 最大值40

4.2.11 最小值40

4.2.12 支架40

4.3 可选特性41

4.3.1 电感41

4.3.2 RS232/数据接口41

4.3.3 示波器42

4.3.4 背景灯42

4.3.5 秒表/单脉冲宽度42

4.3.6 温度42

4.3.7 声音42

4.3.8 计数42

4.3.9 条形图43

4.3.10 数据保持43

4.3.11 数据自动保持43

4.3.12 高/低逻辑电路43

4.3.13 存储器44

4.3.14 相对模式44

4.3.15 偏移量44

4.3.16 极值测试/比较44

4.3.17 机架或橡胶罩44

4.4 AC特性45

4.4.1 AC电压45

4.4.2 真值RMS46

4.4.3 AC电流46

4.5 获得弯钩探针适配器46

4.6 基本的万用表广告对比47

4.6.1 了解特惠型数字万用表的特性47

4.6.2 了解具备计算机接口的万用表的特性48

4.6.3 熟悉多功能高精度万用表的特性50

4.6.4 不同特性商品的价格52

4.7 没有万用表寸步难行52

第5章 数值和单位

5.1 选择公制53

5.2 简化1 000的乘幂53

5.2.1 M和m55

5.2.2 希腊字母的替换56

5.3 单位缩写56

5.4 太小了57

5.4.1 猜测遗漏的单位57

5.4.2 从三位数字扩展开58

5.4.3 把颜色转换为数字58

5.4.4 利用万用表确定元件值60

5.5 所涉及的基础内容60

第6章 巡线机器人

6.1 定义路径状态63

6.1.1 表面材料63

6.1.2 路径照明63

6.1.3 确定线路63

6.1.4 选择线路标志材料64

6.1.5 弯曲和交叉线路65

6.1.6 总结路径状态67

6.2 选择机器人尺寸67

6.3 观察“三明治”68

6.3.1 检测“三明治”68

6.3.2 “三明治”的机身75

6.4 制作77

第7章 9V电池

7.1 测试电池电压78

7.1.1 设置万用表用于电压测试79

7.1.2 分析测试结果80

7.2 9V电池的特性81

7.3 推荐可选用的9 V电池83

7.3.1 镍氢电池83

7.3.2 碱性电池83

7.3.3 专用电池84

7.3.4 不推荐使用的电池84

7.4 电池品牌名称85

7.5 给机器人使用9 V电池86

7.5.1 电池的安装87

7.6 再接再厉89

第8章 鳄鱼夹和测试线

8.1 今晚鳄鱼饿了90

8.2 获得弯钩线夹91

8.3 测试跳线92

8.3.1 设置万用表用于导通测试93

8.3.2 断开连接测试94

8.3.3 短接测试95

8.3.4 鳄鱼夹连接（短接）测试96

8.4 查找意外的电气连接

8.5 用跳线进行探测98

第9章 电阻

9.1 用电阻限制能量99

9.2 获得一个电阻分类盒100

9.3 理解尺寸大小和允许误差101

9.4 裁剪电阻102

9.5 电阻和欧姆104

9.6 电阻的测试104

9.6.1 解释万用表上显示的电阻值105

9.6.2 体验电阻量程105

9.7 分类和存储107

9.8 不要受后续内容的诱惑109

第10章 发光二极管

10.1 LED的特性110

10.1.1 LED的尺寸110

10.1.2 LED的形状112

10.1.3 LED镜头分类113

10.1.4 LED的观测角度114

10.1.5 LED的颜色115

10.1.6 LED的亮度116

10.1.7 LED的效率116

10.2 LED的截止117

10.3 识别多色LED118

10.3.1 双色118

10.3.2 三色或三态118

10.3.3 全色119

10.4 测试LED120

10.4.1 设置万用表用于测试二极管120

10.4.2 解读LED的测试结果121

10.5 多品种购123

10.6 照亮你的路123

第11章 制作和测试一个电源指示电路

11.1 元件明细列表125

11.2 电路原理图126

11.3 搭建电源指示电路127

11.3.1 你看到光了吗？128

11.3.2用电源指示电路做试验128

11.4 理解每一个元件的作用128

11.5 测量电源指示电路129

11.5.1 测量电路里的电压129

11.5.2 测试“某一点”的电压131

11.5.3 测试元件的电压“降”或元件“两端”的电压132

11.5.4 汇总电路电压133

11.6 测量电流134

11.6.1 计算电池寿命136

11.6.2 不要用探针插入电流端口测量电压139

11.7 电路总结139

第12章 无焊接样机开发

12.1 需要一个更好的方法141

12.2 无焊接面包板141

12.2.1 用孔连接142

12.2.2 接线柱146

12.2.3 选择面包板147

12.3 无焊接面包板的导线148

12.3.1 选择跳线150

12.4 自制跳线152

12.4.1 剥落导线末端的绝缘层153

12.4.2 按给定尺寸截取导线长度154

12.4.3 绕弯导线末端155

12.5 连接158

第13章 搭建无焊接面包板

13.1 考虑电源159

13.1.1 准备9 V电池快速连接器160

13.1.2 把电源连到接线柱161

13.2 选择一个电源开关162

13.2.1 SPDT163

13.2.2 把电源开关安装在面包板上163

13.3 连接电源总线164

13.3.1 万用表和跳线的配合165

13.3.2 连接下总线167

13.3.3 中间断开168

13.4 安装电源指示LED168

13.4.1 测试某点的电压170

13.4.2 修剪导线171

13.5 揭开机器人电源开关的秘密171

13.6 更多准备172

第14章 可变电阻

14.1 电位计173

14.1.1 微调电位计174

14.1.2 拧表盘175

14.1.3 准备多种微调电位计176

14.1.4 测试电位计176

14.2 可调亮度的LED电路178

14.3 亮度平衡电路179

14.4 硫化镉光敏电阻181

14.4.1 准备多种光敏电阻182

14.4.2 体验光敏电阻的阻值变化183

14.5 光控电路183

14.6 平衡亮度传感电路184

14.6.1 成对的亮度传感器185

14.6.2 匹配光敏电阻185

14.6.3 用于电阻平衡的微调电位计186

14.6.4 限流电阻187

14.6.5 测试点187

14.6.6 用分压把电阻值变成电压值190

14.6.7 建立平衡亮度传感电路190

14.6.8 无法调平亮度传感电路191

第15章 比较器

15.1 电压比较器192

15.1.1 检查LM393193

15.1.2 准备比较器195

15.2 亮度比较电路1

15.2.1 比较原理图和接线表1

15.2.2 标注元件198

15.2.3 绘制连接和断开的导线198

15.2.4 理解亮度比较电路198

15.2.5 亮度比较电路的元件列表198

15.2.6 搭建亮度比较电路199

15.3 添加车头灯202

15.3.1 理解车头灯电路的两个LED203

15.3.2 搭建车头灯电路204

15.3.3 重复串联LED的技巧205

15.4 简单整理一下思路206

第16章 晶体管开关

16.1 定义负电源207

16.1.1 聚焦2907A晶体管208

16.2 用万用表测试双极型晶体管210

16.2.1 用带有晶体管插座的万用表测量210

16.2.2 用有二极管模式的万用表测试212

16.3 双极型晶体管测试电路214

16.3.1 检查PNP晶体管测试电路的原理图214

16.3.2 搭建PNP晶体管测试电路215

16.3.3 检查NPN型晶体管测试电路的原理图216

16.3.4 搭建NPN晶体管测试电路217

16.4 带有晶体管的亮度比较电路218

16.4.1 计算晶体管的极限电流218

16.4.2 搭建带有晶体管的亮度比较电路220

16.5 总结PNP和NPN晶体管220

第17章 DC电机

17.1 DC电机的工作原理223

17.1.1 铁芯永磁DC电刷电机的内部结构223

17.1.2 铁芯永磁DC无刷电机的内部结构227

17.1.3 无铁芯永磁DC有刷电机的内部结构229

17.2 简单的DC电机电路230

17.2.1 为简单DC电机电路选择电机230

17.2.2 选择简单DC电机电路的电池231

17.2.3 搭建简单DC电机电路232

17.3 DC电机的基本特性233

17.3.1 DC电机的转速特性233

17.3.2 DC电机的转矩特性237

17.3.3 DC电机的电压特性239

17.3.4 DC电机的电流特性241

17.3.5 DC电机的效率244

17.3.6 DC电机的听觉噪声特性245

17.3.7 DC电机的电子噪声245

17.3.8 DC电机的质量特性246

17.3.9 DC电机的尺寸特性246

17.3.10 总结DC电机的特性246

17.4 DC齿轮减速电机247

17.4.1 直齿轮减速电机的内部结构248

17.4.2 齿轮齿数比250

17.4.3 速度转换成转矩的缺点252

17.4.4 齿轮减速电机的缺点252

17.4.5 行星和直齿轮减速电机252

17.4.6 选择齿轮减速电机254

17.5 继续前进254

第18章 添加齿轮减速电机

18.1 选择齿轮减速电机255

18.1.1 准备齿轮减速电机256

18.1.2 检查齿轮减速电机257

18.2 在亮度比较电路上添加电机259

18.2.1 二极管259

18.2.2 在亮度比较电路上安装电机261

18.3 完成电路263

第19章 车轮

19.1 车轮结构264

19.2 机器人车轮的特点265

19.2.1 树脂充气轮胎265

19.2.2 轮胎外形266

19.2.3 轮胎的宽度267

19.2.4 轮胎胎面设计267

19.2.5 轮胎直径268

19.2.6 机器人轮胎的选择271

19.3 为“三明治”机器人选择车轮272

19.3.1 确定最大或者最小尺寸273

19.3.2 依据速度来决定最大尺寸275

19.3.3 为“三明治”机器人选择车轮275

19.3.4 “三明治”车轮的另外一种选择276

19.4 清洗轮胎278

19.5 让车轮转起来吧280

第20章 联轴器

20.1 制作管子281

20.1.1 选择铜管还是铝管281

20.1.2 确定金属管的尺寸282

20.2 测量、截取、制管285

20.2.1 确定并标记管子长度285

20.2.2 截取、制管286

20.2.3 打磨并完成切割289

20.2.4 测试切削结果289

20.3 乐高十字轮轴290

20.3.1 选择乐高十字轮轴的长度290

20.3.2 准备乐高轮轴292

20.4 粘接联轴器293

20.4.1 脱胶293

20.4.2 用环氧树脂293

20.5 在联轴器上钻个螺纹孔295

20.5.1 钻孔前先做标记295

20.5.2 钻台296

20.5.3 钻台用的老虎钳2

20.5.4 开始钻孔2

20.5.5 攻丝298

20.5.6 装上紧固螺丝299

20.6 欣赏一下联轴器299

第21章 焊接设备

21.1 焊锡丝302

21.2 助焊剂303

21.3 烙铁304

21.4 焊接架305

21.5 焊接用海绵306

21.6 “手”工具307

21.7 真空吸焊器308

21.8 典型的焊接流程309

21.9 准备焊接310

第22章 焊接和连线

22.1 连接电机和开关311

22.1.1 连接电机311

22.1.2 把巡线开关连接起来327

22.1.3 连接LED套管电路332

22.1.4 完成工作334

22.2 焊接经验334

第23章 母板

23.1 巡线电路335

23.1.1 点对点焊接与印刷电路板337

23.1.2 点对点焊接巡线电路338

23.2 测试机器人电路347

23.2.1 低电阻电路的危险347

23.2.2 检查未焊接的引脚348

23.2.3 检查所有直连到电源正极的引脚348

23.2.4 测量整个电路的阻抗348

23.2.5 测量电压降350

23.2.6 重新加热焊点350

23.3 屏住呼吸351

第24章 车体制作

24.1 着手做机器人车体352

24.1.1 构图352

24.1.2 构思，然后按照适用元件的限制再修订353

24.1.3 设计车体353

24.1.4 用预制平台355

24.2 改造“三明治”的容器357

24.2.1 钻电机孔357

24.2.2 装配电机361

24.2.3 制作电机套管364

24.2.4 安装电机和套管369

24.2.5 做开关和电池固定支架369

24.2.6 安装电路板372

24.2.7 为微调电位计钻孔377

24.2.8 在容器盖子上切个窗口378

24.2.9 完成接触378

24.3 准备动起来379

第25章 试运行巡线机器人

25.1 校正并拧紧380

25.1.1 初步测试380

25.1.2 试运行——巡一条直线385

25.1.3 校正常见的问题385

25.1.4 机器人是直线行进的吗？389

25.2 处女航391

25.2.1 解决转向问题391

25.3 提高潜在性能392

25.3.1 电池的反接保护393

25.3.2 用电容消除电涌393

25.3.3 改善巡线能力394

25.4 最后的谢幕396

第26章 再次登台

26.1 机器人组件3

26.1.1 逻辑芯片3

26.1.2 微控制器398

26.1.3 稳压器400

26.1.4 电容402

26.1.5 太阳能403

26.1.6 电阻网络405

26.1.7 按钮405

26.1.8 DIP开关406

26.1.9 跳接器和短路块407

26.1.10 倾斜传感器408

26.1.11 温度传感器409

26.1.12 接触传感器409

26.1.13 物体探测和红外遥控410

26.1.14 距离和目标传感器411

26.1.15 振荡器和晶体412

26.1.16 声音413

26.1.17 继电器414

26.1.18 添加齿轮415

26.1.19 舵机417

26.1.20 编码器417

26.1.21 显示屏418

26.1.22 无线数据传送和控制419

26.2 挑战每一天420

26.2.1 给室内植物浇水的机器人420

26.2.2 自动堆肥车421

26.2.3 垃圾倾倒器421

26.2.4 擦窗机器人421

26.2.5 屋顶老鼠421

26.2.6 微型扫雪机422

26.2.7 鼻涕虫碾碎机422

26.2.8 自动街道邮箱422

26.3 竞赛422

26.3.1 全世界的相扑机器人423

26.3.2 三人组的大学机器人灭火比赛424

26.3.3 亚特兰大机器人吸尘器比赛424

26.3.4 西雅图机器人协会的机器人聚会424

26.3.5 达拉斯个人机器人小组——Roborama425

26.3.6 伊利诺斯州机器人技术俱乐部425

26.4 广阔的机器人世界425

第27章 附录

27.1 魔术般的欧姆定律426

27.1.1 欧姆定律有助于选择限流电阻427

27.1.2 通过电压来确定电流427

27.1.3 欧姆定律的关键428

27.1.4 欧姆定律最根本的含义428

27.2 在我写书时偶然损坏的元件428

27.2.1 怎样安装9 V电池428

27.2.2 把开关熔断429

27.2.3 万用表保险丝爆裂430

27.2.4 第二次犯错432

27.3 电压的实际名称432

27.3.1 地，不是负极电压432

27.3.2 V的含义432

机器人可以进行深海探测。深海集。深海维修。

开发海洋是人类在二十一世纪面临的重大课题，而探索、考察和有效利用国际海域和海底区域是对我国发展海洋高技术和未来海洋产业提出的挑战。

沈阳自动化研究所是国内外有影响的研究与开发水下机器人并形成产品的科研实体之一，首创我国第一台有缆遥控和无缆自治水下机器人。从某种意义上讲，沈阳自动化研究所的水下机器人各阶段的技术成果代表了我国在这一技术领域的发展水平与过程。作为中国科学院“知识创新”工程先进制造基地的一部分，沈阳自动化研究所二十年来在水下机器人研制与应用方面为国家水下装备技术，特别是海洋重要装备技术及海洋开发发挥了不可替代的重要作用。

该所拥有一支理念超前，训练有素、经验丰富、技术全面的设计队伍。水下机器人实验室配备了齐全、先进的试验设备和条件，3个深水模拟压力罐可分别进行水下1000米、1500米、7200米水深的水下模拟试验。长20米、宽12米、深9米的试验水池可做各种水下机器人整机性能试验和调试。现已形成了大、中、小型水下机器人系列产品的生产能力，并在国际、国内开展了各种水下工程作业。

早在70年代末期，前瞻性地考虑到海洋是一个广阔的应用领域，从长远看以海洋为背景来发展机器人科学技术，是一项具有开拓性的工作，中国科学院又具有多学科综合性的研究开发能力，因此准备在全院组织力量，支持这一重大项目的实施。17年召开的中国科学院自然科学学科规划会议将发展机器人项目列入规划。蒋新松院士在当年组团赴日考察回国后提出了发展水下机器人的设想。从此，沈阳自动化研究所锁定了“下海”为海洋开发服务，搞智能机器在海洋中的应用研究的战略目标，决心“要下五洋捉鳖”。1983年该项课题正式列为中国科学院重点课题，开创了智能机器人科研领域，为水下机器人的研究开发奠定了基础。

二十年来，“水下机器人”由院重点，进而持续列入“六五”、“七五”、“八五”、“九五”和“十五”国家重点项目，成为国家863自动化领域智能机器人主题项目的重点内容。沈阳自动化研究所通过建立机器人示范工程基地，已开发出多种型号的水下机器人产品，应用于水下观测、海上作业以及救捞工程等。又通过国际合作，研制成功了6000米水下机器人，使我国水下机器人研究与开发达到国际先进水平。

RECON-IV水下机器人具有较强功能和可靠性，已成为国际知名品牌，生产的多台设备出口国际市场，还有的长年在为南海石油钻井平台提供技术服务；“海潜一号”和“金鱼号”轻型水下机器人在沿海和内湖地区的水下探查、考古等作业起到重要作用；“海潜二号”水下机器人以其强作业功能为国家安全提供了有力的技术支持；用于海底光缆埋设的爬行式水下机器人“海星号”是我国第一台海底自走式海缆埋设机，目前已完成研制工作并投入实际应用。

作为总体单位在国家“863”支持下完成的潜深1000米“探索者”和潜深6000米“CR-01”、“CR-02”无缆自治水下机器人标志着我国自治水下机器人技术在国际上处于领先地位。6000米水下机器人工程项目是国家“863”项目的重中之重。通过与俄罗斯合作，实施研制成功了6000米水下机器人，并于1995年8月完成了深海试验。6000米水下无缆自治机器人的研制，涉及到自动化、计算机、水声、深潜、水动力、材料、能源等各种专业，需要解决水中通讯、高压密封、自主航行控制、动力系统、能源系统、各种信息的集和处理、特种材料以及可靠性等高技术。“CR-01”自治水下机器人多次成功地完成了太平洋水域深海的调查。为了进一步提高水下6000米自治机器人的可靠性、实用性、后勤保障能力、机动性和续航能力，使其由可用样机发展为实用样机，1996年8月起正式实施了水下6000米自治机器人的工程化项目。其目标是为中国大洋协会进行大洋调查提供水下6000米自治机器人实用样机。工程化的主要工作是提高原样机的可靠性，达到实用化的目的。试验表明，经过工程化改进后的CR-02水下6000米无缆自治机器人性能卓越，可靠性高，能执行所赋予的使命，从而实现了自治水下机器人从手编程型向监控型的转变，技术水平又上了一个台阶。有关专家认为，该水下机器人是目前世界上最先进的洋底探测设备。CR系列高性能水下机器人能进行六千米深水录像、拍照和海底地势与剖面测量、水文测量、海底多金属结核丰度测定，海底沉物目标搜索和观察，自动记录各种数据包括图像和机器人水下运动轨迹及其坐标位置，还可按预编程航行和工作，自动避障，具有故障自诊断和应急上浮功能，并能提供指令遥控。这表明，中国已有圆满解决这些高技术的能力和手段，而且已进入洋底多金属结核探测应用的实用阶段。6000米水下机器人的研制成功，使中国一跃成为世界上具有研制这种自治水下机器人能力的少数几个国家之一，它可到达世界上除海沟之外的全部海底区域，即全部有经济前景的海底，占海洋面积的98％，为中国进军国际海洋区域、开发大洋提供了强有力的技术手段和工具。

该所目前正在研制潜深7000米水下载人机器人——又被称作“海底卫星”，预计将在2005年投入使用。这意味着中国将拥有对包括深海海沟在内的复杂海域进行详细探测的能力，中国开发海洋的步伐将大大加快。目前，世界上只有俄罗斯、美国、日本等国家拥有类似潜深的水下载人机器人。在可预见的将来，在此基础上作进一步的开发，中国的水下载人机器人将有可能探测深达1万多米的世界最深海沟马里亚纳海沟。水下载人机器人主要用于海洋科考、海底探测，是中国863高新技术“十五”期间（2001年至2005年）的重点攻关课题。 此次研制的潜深7000米水下载人机器人，由该所联合中国船舶重工集团等机构与俄罗斯科学院共同研制。其中，机器人制造的核心技术由中方负责，俄罗斯提供如钛合金耐压壳等维护生命安全方面的技术。根据协议，中国将享有对机器人的全部自主知识产权。

由国家海洋局主持的中国第二次北极科学考察装备了沈阳自动化研究所研制的中型ROV“海极号”水下机器人，2名科技人员随船出征。这是沈阳自动化研究所研制的水下机器人首次参加北极科学考查。据报道，中国第二次北极科考队进入北冰洋的浮冰区后，“海极号”水下机器人开始投入使用。该机器人可以在300米深度自由运动，进行摄像、观察、测量、作业等，并利用仰视声呐系统观测海冰的厚度，具有作业时间长、范围广、安全性高、科考数据直观、事后处理和分析容易等人和其他设备无法比拟的优势。水下机器人在北极冰区进行冰层厚度等一系列科考示范应用在国内还是首次，对扩大水下机器人的应用领域具有非常重要的意义。

水下机器人技术系列成果曾获国家、科学院、辽宁省科技进步奖及世界发明博览会金牌奖等20余项，其中“CR-01”6000米自治水下机器人获1995年度中国科学院科技进步特等奖和综合特大奖。

沈阳自动化研究所在水下机器人研发过程中一贯取开放、合作的工作模式，与美国、俄罗斯、意大利的一些研究单位和公司有着良好的合作经历和关系，与国内中国船舶科研中心、中国科学院声学研究所、哈尔浜工程大学、上海交通大学、华东船舶工程学院等相关优势单位形成了友好、有效的合作网络。为了适应水下机器人的进一步发展，进行产业化开发，该所拟在沈阳浑南开发区建设更大规模的水下机器人试验和生产基地。

人类当今正面临着人口、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，人类消耗的自然越来越多，陆地上的正在日益减少。为了生存和发展，海洋开发势在必行。

海洋占地球表面积的71％，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及矿产。在6000米以下的大洋底部仍有生命存在，这种在极端条件下的生命，格外受到生物学家的重视。大洋底部还沉积着极为丰富的多金属结核，尤以铜、锰、镍、钴含量最高，估计储量为l.7万亿吨。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2000倍。海洋还是一个无比巨大的能源库，天然气水合物总量相当于陆地燃料总量的2倍以上。海底储存着1350亿吨石油，近140万亿立方米的天然气。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。

1991年，中国被联合国批准为第五个深海矿先驱投资者，承担30万平方公里洋底的探测任务，并最终拥有对矿产最丰富的7.5万平方公里海域的优先开权。中国已把海洋开发作为21世纪的国民经济与社会发展战略重点之一。

水下机器人是多种现代高技术及其系统集成的产物，对于我国海洋经济、海洋产业、海洋开发和海洋高科技具有特殊的重要意义。发展水下机器人，并将其作为海洋战略制高点，提升我国海洋重大装备水平，为海洋支柱产业和新兴产业提供成套技术与先进装备保障，为海洋未来产业和国家海洋战略创造有利条件与国际竞争能力，并将强大的技术领先优势，转换成为强大的产业开发优势，是沈阳自动化研究所历史性的必然抉择，更是其使命性的郑重承诺。