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2 AUV 总体设计和三维建模
水下机器人是一种具有人的一部分或大部分功能,能够在海洋环境下代替人进行某
种作业的自动控制装置。通常是依靠电缆提供的动力(有缆水下机器人)或自身携带的能
源(无缆水下机器人)驱动载体上装有的推进器在水下作三维运动,并可装设照明、摄像、
声纳等观测设备,多种传感器及用来完成某种作业的机械手和作业工具。
由于海洋开发所需从事的项目内容非常多,实施的作业也极富多样性,因此,水下
机器人的系统构成、形体、总体布置都不尽相同。虽然有许多国家都在研制和生产水下
机器人,但每种水下机器人都没有进行批量生产,因此,目前还没有一个完善的设计准
则。但在水下机器人结构方面己有一些成功的经验,可供设计水下机器人结构时作参考。
水下机器人外形结构设计所涉及的因素很多,主要包括以下几个方面:水下机器人
形体的选择、耐压壳体的设计、推进器的布置、水密接插件、重心和浮心的计算和整体
平衡的考虑。
2.1 形体的选择
AUV 外形设计是 AUV 总体综合优化设计的重要组成部分,并直接关系到 AUV 的诸多
战术技术性能。AUV 外形设计技术是研究开发新型 AUV 的必不可少的一项基础技术
。
水下机器人根据使用目的和技术要求的不同,其外形尺寸、结构形式都有很大差异。一
般情况下,形体的选择要考虑以下原则和要求
:
(1)阻力小、航行性能好;
(2)足够的强度;
(3)便于总体布置;
(4)良好的工艺性。
2.2 设计内容
本文所研究的水下机器人驱动装置来源于 5 个推进器,推进器是由 24V、400W 的直
流电机带动,由控制系统对五个推进器进行转速调整以控制机器人的上升、下潜、旋转
等功能,实现机器人的姿态调整。高压舱内安装有探测及发射装置,控制系统等设备。
本课题所设计的对象包括两个高压舱、五个推进器、两个声纳(一个大声纳、一个