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缆控水下机器人设计与实验研究

更新时间：2020-03-18 07:53:07 大小：6M 上传用户：songhuahua查看TA发布的资源 标签：水下机器人 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

缆控水下机器人“ROV”(Remote Operated Vehicles)是一种可在水下移动、具有视觉和感知系统、通过遥控或自主操作方式、使用机械手或其他工具代替或辅助人去完成水下作业任务的装置。目前，其应用主要在水下工程、水下打捞、海洋资源探测、渔业等领域。随着我国深海战略的推进，资源开发由陆地逐渐转向了海洋，海洋资源开发项目越来越多，多用途的ROV有着不可估量的商业前景。

  本文对现有国内外典型ROV及其关键技术进行仔细研究分析，从ROV外形结构优化及控制形式简易化的角度出发，设计了一款结构简单、控制方便的缆控水下机器人，根据加工图纸完成ROV样机制作，并通过水下航行实验验证了整体结构的合理性、运动控制的稳定性。

  主要的研究内容和成果如下:

  一、根据水下机器人的总体功能和指标，确定ROV的总体系统方案。包括形体选择、耐压壳体选择、推进方式、数量和布置方案的确定。水下机器人本体采用框架式结构，耐压壳体采用半球形封头的圆柱形壳体，推进方式采用螺旋浆推进器，在耐压壳体两侧及上方各布置一个推进器。

  二、完成水下机器人机械结构设计。包括电子舱设计、观察窗设计、推进器设计、密封设计等。利用Workbench对电子舱和观察窗进行稳定性校核，结果表明满足实际需求。利用Fluent模拟了ROV在不同航速下的水动力特性，完成了推进器电机、螺旋浆等零部件的选型。完成ROV三维模型装配及实体样机的加工与装配。

  三、完成控制箱设计与组装。控制箱内AVR单片机实现对ROV的运动控制、云台摄像头控制以及灯光亮度调节，控制箱内工控机实现与单片机同样的控制功能，利用LabVIEW编制上位机监控软件，该监控软件具有视频显示、运动控制、传感器数据实时显示功能。

  四、完成ROV水下实验。在对ROV进行静密封和动密封实验后，完成了ROV直航、转向、浮沉实验和传感器数据采集，实验结果验证了ROV整体结构的平衡性以及运动的稳定性。通过水下探测实验完成了水下障碍物图像采集。

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