企业竞争图谱：2025年水下机器人 头豹词条报告系列

国标分类/制造业/通用设备制造业/其他通用设备制造业/特殊作业机器人制造、头豹分类/综合及概念/智能制造/装备及系统/其他智能装备 Copyright © 2025头豹 企业竞争图谱：2025年水下机器人 头豹词条报告系列 于利蓉·头豹分析师 2025-07-30未经平台授权，禁止转载 行业分类：制造业/特殊作业机器人制造综合及概念/其他智能装备 摘要水下机器人是可潜入水中执行极限作业的机器人，具备多种功能，是海洋防御系统的重要组成部分。未来发展趋势包括从单体多功能向单体专业化、模块化发展，从单兵作战向集群作业和多平台协同作用发展，以及从信息型向自主作业型AUVs发展。市场规模受海洋资源开发推动，同时水下娱乐行业的迅速发展也将推动水下机器人行业的发展。消费级水下机器人需求日益增长，为水下机器人行业的发展提供强有力的拉动效应。 行业定义 水下机器人是可潜入水中代替或辅助人类进行水下极限作业的机器人。通过水下目标探测和识别、水下导航定位、水下通信等高新科学技术，水下机器人可在深海高压、低温等极端环境中执行水下打捞救援、水下探测、水下资源开采、水下娱乐等功能，更是海洋防御系统的重要组成部分。 水下机器人以操作者（人）与被操作对象（机器人载体）之间的相对位置来分类。人在机器人载体内，属直接操作方式，称为载人潜水器（HOV）；人在机器人载体外部（如母船上），通过电（光）缆操作则称为遥控水下机器人（ROV）；由载体内的计算机控制系统代替人实现自主操作，则称为自主水下机器人（AUV）。 行业分类 水下机器人根据操作者（人）与被操作对象（机器人载体）之间的相对位置可分为载人潜水器、远程遥控潜水器、自主式潜水器和混合式潜水器。 水下机器人基于操作者（人）与被操作对象（机器人载体）之间相对位置的分类 载人潜水器、远程遥控潜水器、自主式潜水器和混合式潜水器。 载人潜水器 定义：水下机器人中人在机器人载体内，属直接操作方式，称为载人潜水器（HOV）；特征：可以搭载科学家到达深海进行观测；优点：能发挥人的主观性，操作灵活，多数海底采样都是通过HOV完成；不足：移动能力有限。 远程遥控潜水器 定义：水下机器人中人在机器人载体外部（如母船上），通过电（光）缆操作则称为遥控水下机器人（ROV）；特征：通过线缆由母船或地面站提供动力和远程遥控，并与地面站系统可以进行实时的数据通信；优点：依靠中继器等复杂线缆管理系统，能够进行长时间的局部精细化作业，实时传输数据；不足：速度、机动性能和运动范围都受到缆绳的限制。 自主式潜水器 定义：水下机器人中由载体内的计算机控制系统代替人实现自主操作，则称为自主水下机器人（AUV）；特征：自带电源，没有脐带缆，运动范围大，主要用于地形扫描、地质探测和水质信息采集；优点：摆脱线缆束缚，灵活性和自主性更好，可执行大范围探测任务，机动性更强，重量和尺寸也可以更小；不足：作业时间、数据实时性、作业能力有限。 混合式潜水器 定义：混合型潜水器是一种自主/遥控水下机器人，兼有AUV和ROV的双重特性，在体系结构上具有开放式、模块化、可重构的特点，控制方式多样（自主、半自主、遥控）；优点：可以通过搭载各种成熟探测器和传感器进行定点观测、区域搜索，也可以搭载机械手、采水器等进行水下轻作业。 行业特征 水下机器人的行业特征包括从单体多功能向单体专业化、模块化发展、从单兵作战向集群作业和多平台协同作用发展、从信息型向自主作业型AUVs发展，产品多样。 从单体多功能向单体专业化、模块化发展1 传统水下机器人具备执行声学探测、光学探测和水文探测等多种探测任务的能力。但受能源、体积、质量和成本等诸多因素的限制，难以满足海洋科考更高效、低能耗、轻体积和低成本的作业需求。AUVs将从单体多功能向单体专业化、模块化发展，逐步细分为三类：一类是长航程声学型，以声学探测为主，兼顾水文探测功能，重点优化流体阻力与推进装置效率，实现高航速与长航程；一类是区域光学型，专注近底光学拍照，强调低速机动性与安全性，选配声学探测载荷；一类是模块化载荷型，可根据任务需求模块化搭载探测载荷，具备轻量化、低成本、强适应性的优势，实现续航与机动能力的均衡。 从单兵作战向集群作业和多平台协同作用发展2 单一水下机器人的作业效率有限，且不同类型的水下机器人作业能力存在差异。未来，水下机器人将从单兵作业向集群作业发展，发挥不同类型水下机器人的作业优势，提高探测效率。随着海洋观测长期化、全立体式发展，构建AUVs、ROVs、ARVs等水下机器人多平台的协同作业系统，从不同深度、不同尺度、不同海洋参数的角度观测和研究海洋成为水下机器人行业发展的必然趋势。目前陆地的集群作业技术仍无法高效作业于深海弱通信水声环境，研究适用于水下的分布式集群控制技术，提高水下机器人的智能化水平，实现弱通信条件下的高效集群作业和多平台协同作业亟待突破。 从信息型向自主作业型AUVs发展，产品多样3 未来AUVs将由信息型AUVs向自主作业型AUVs发展，兼具大范围长时间自主探测和精细化自主作业两大功能，建立一套基于AUVs的长期综合立体无人探测与作业系统，实现由以人为主体的科考模式向以AUVs为核心的科考模式的转变，AUVs具有自主环境学习、自主可靠性分析、自主作业策略决策、人机责任重分配等能力。此外，水下机器人产品类型将呈现多样化发展趋势，广泛应用于海洋资源勘探、海洋环境监测、水坝检测、等多个领域，面向水下娱乐、科学教育、水族馆拍摄等消费级场景的小型水下机器人逐渐普及。 发展历程 1953年，美国研制出第一艘无人有缆遥控潜水器（ROV），标志着无人水下机器人的诞生。而后1975～1985年期间遥控潜水器广泛应用于海洋石油开采，到1981年，无人遥控水下机器人市场保有量400余艘，其中90%以上用来直接或间接为海洋石油开采业服务。中国20世纪末开始自主式潜水器的研发，2011年中国“潜龙一号”研制成功，工作深度1,500m，最大续航能力24h。2012年之后中国进入自主研发与智能化水下机器人研发阶段。 初期发展阶段1953-01-01~1974-01-01 1953年，美国研制出第一艘无人有缆遥控潜水器（ROV）；此后20年里，全世界共研制20艘无人遥控潜水器。 世界第一艘ROV问世，标志着无人水下机器人的诞生。 遥控潜水器发展阶段 1975-01-01~1985-01-01 海洋石油和天然气开发的需要，推动潜水器理论和应用的研究，潜水器数量和种类显著增长；到1981年，无人遥控水下机器人市场保有量400余艘，其中90%以上用来直接或间接为海洋石油开采业服务。遥控潜水器广泛应用于海洋石油开采。 自主式潜水器发展阶段 1986-01-01~2011-01-01 1992年中国与俄罗斯科学院海洋技术研究所合作，开始研制6,000米无缆自治水下机器人；1994年“探索者”号研制成功；1995年CR-01无缆自主水下机器人研制成功；2011年“潜龙一号”研制成功，工作深度1,500m，最大续航能力24h。自主式潜水器取得技术突破。 智能水下机器人发展阶段2012-01-01~至今 2012年中国首款“功能模块”理念智能水下机器人问世；2014年中国自主研制的6,000米AUV“潜龙一号”成功下潜作业；2015年中国自主建造的首艘深水多功能工程船“海洋石油286”进行深水设备测试，首次通过水下机器人将五星红旗插入近3,000米水深海底；2022年，成都首台“智能水域机器人”下水。智能化水下机器人取得发展进步。 产业链分析 水下机器人产业链的发展现状 水下机器人产业链上游主要包括核心材料、硬件和技术系统；产业链中游为水下机器人制造企业；产业链下游为应用领域，广泛应用于海洋工程、水产养殖、水利工程、科学研究等领域。 水下机器人行业产业链主要有以下核心研究观点： 中国水下机器人行业上游“卡脖子”环节仍多，国产替代是关键突破口。 水下机器人行业上游核心技术包括控制电子技术、水下导航定位技术、水声通讯技术、仿真技术、水下目标探测与识别技术等，中国水下机器人起步较晚，控制与感知系统逐步接近国际水平，但在高精度导航定位、高速通信与智能水下目标识别等高端环节仍有追赶空间。此外，水下机器人产业链上游技术壁垒较高、研发周期较长，成为制约水下机器人整机生产能力和成本控制的核心因素，中国科研机构和相关企业正在加速核心技术攻关，国产替代是中国水下机器人行业快速发展的重要突破口。 水下机器人行业中游整机厂商主导系统集成，技术研发能力将极大影响企业的行业地位。 水下机器人的整机制造是水下机器人产业链的核心环节，需集成单片机、推进器、声呐、锂电池、惯性传感器、湿度传感器等核心硬件，以及集成水下导航、水下感知、水声通讯、AI、控制、动力等系统。中游水下机器人制造厂商的技术研发能力在目前中国水下机器人产品标准化程度较低的背景下，将极大影响企业的行业地位。 产业链上游环节分析 生产制造端 水下机器人核心材料、核心硬件和核心技术系统生产商 上游厂商 上游分析 耐压材料方面，钛合金凭借高强度、耐腐蚀性、强抗冲击性、成为水下机器人的优选，碳纤维复材高强高模、抗腐蚀和轻量化的特性逐渐成为制备水下机器人耐压壳体的主流材料。 在常用的耐压金属材料中，钛合金Tc4的密度为4.5g·cm³，弹性模量为110GPa，抗拉强度为1,100MPa，屈服极限为800MPa，可使用温度为650℃。钛合金具有密度小、高强度、高比强度、耐高温、强抗冲击性等优异性能，成为水下机器人耐压材料的优选。在纤维材料中，碳纤维T700s密度为1.8g·cm³，弹性模量为230GPa，抗拉强度为4,900MPa，伸长率为2.1%。碳纤维复合材料具有低密度、高强度、高比模量、热膨胀系数小等优点。已经逐步取代密度较大的金属材料，成为制备水下机器人耐压壳体的主流材料。水下滑翔机“海翼号”为达到7,000m级的下潜深度，其抗压材质就采用的是碳纤维复合材料。 浮体材料方面，水下机器人三种常用固体浮力材料为聚氨酯泡沫、共聚物泡沫和复合泡沫塑料。其中，纯复合泡沫浮力材料可应用于全海深，合成复合泡沫浮力材料可应用于水下4,000米以内海域。 水下机器人浮体材料中，化学发泡浮力材料是利用化学发泡法制备的泡沫复合材料，常用的材料主要有聚氨酯泡沫、环氧泡沬塑料、聚氨酯-环氧共聚硬质泡沬、聚甲基丙烯酰亚胺泡沬等，主要应用于浅水区域。以聚氨酯泡沫为例，其密度范围为0.05-0.25g/cm³，工作深度不超过200m。纯复合泡沫浮力材料是由空心玻璃微球混杂在树脂中，固化成型得到的浮力材料纯复合泡沫固体浮力材料，具有低密度、高压缩强度、低蠕变、良好耐水性能、优越的隔热隔音和电性能等特性，可满足不同使用要求，纯复合泡沫塑料密度范围为0.46-0.65g/cm³，可应用于全海深。合成复合泡沫浮力材料是在复合泡沫浮力材料中加入一些大直径由高强度纤维合成的空心球，由空心球、空心玻璃微珠和环氧树脂组成的复合泡沫材料称为轻质合成复合泡沫材料，又名三相复合泡沫材料，三相复合泡沫材料可以应用于强度要求不高的场景，密度范围为0.275-0.56g/cm³，一般在水下4,000m内水深区适用。 产业链中游环节分析 中 品牌端 产业链中游为水下机器人制造企业 中游厂商 中游分析 中国水下机器人行业尚未形成集聚效应，市场集中度较低，行业企业呈现差异化竞争态势。 从行业企业看，臻迪科技水下机器人产品有消费级水下机器人PowerRay，最大潜水深度30m；深圳吉影科技水下机器人产品有消费级水下机器人T1，最大潜水深度150m；天津深之蓝ROV包括Performer、河豚、江豚、海豚系列，AUV包括橙鲨和黑鲨系列，水下滑翔机有海翼系列，其中ROV最大工作深度1,000米，AUV最大工作深度6,000米；北京博雅工道水下机器人包括观测型、作业级、特种级、仿生级水下机器人；鳍源科技水下机器人包括运动型ROV-V系列，工业