波浪驅(qū)動(dòng)無(wú)人水面機(jī)器人驅(qū)動(dòng)機(jī)理研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、波浪驅(qū)動(dòng)無(wú)人水面機(jī)器人是一種先進(jìn)的海上觀測(cè)平臺(tái)。海上觀測(cè)平臺(tái)的發(fā)展不僅是海洋觀測(cè)技術(shù)的需要，從國(guó)家海洋戰(zhàn)略上來(lái)講也具有十分重要的意義。波浪驅(qū)動(dòng)無(wú)人水面機(jī)器人觀測(cè)尺度大、時(shí)序長(zhǎng)的特點(diǎn)使其相比其他海洋觀測(cè)平臺(tái)而言具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，波浪驅(qū)動(dòng)無(wú)人水面機(jī)器人在海洋水文觀測(cè)、海洋生物研究以及水質(zhì)監(jiān)測(cè)等方面都具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　波浪驅(qū)動(dòng)無(wú)人水面機(jī)器人由水面浮體、中間系纜和水下驅(qū)動(dòng)載體三部分組成。在水下驅(qū)動(dòng)載體實(shí)現(xiàn)原理以及功能要求上創(chuàng)造性

2、地設(shè)計(jì)出另外兩種水下驅(qū)動(dòng)載體，為波浪驅(qū)動(dòng)無(wú)人水面機(jī)器人驅(qū)動(dòng)性能的提高拓寬了思路。
　　本文從現(xiàn)有的翼板型水下驅(qū)動(dòng)載體出發(fā)，從剛性驅(qū)動(dòng)方式聯(lián)想到柔性驅(qū)動(dòng)方式，再結(jié)合傳統(tǒng)的水下螺旋槳驅(qū)動(dòng)方式，提出了三種不同結(jié)構(gòu)水下驅(qū)動(dòng)載體的設(shè)計(jì)要求。通過(guò)三維建模到水動(dòng)力仿真以及水池實(shí)驗(yàn)的方式對(duì)水下驅(qū)動(dòng)載體的驅(qū)動(dòng)性能進(jìn)行了研究。通過(guò)對(duì)每種水下驅(qū)動(dòng)載體自身?xiàng)l件參數(shù)的設(shè)定，比較了三者的驅(qū)動(dòng)性能?；趶?fù)雜的水動(dòng)力理論，利用Solidworks建立了三種載體的

3、三維模型，通過(guò)模型簡(jiǎn)化建立了載體的動(dòng)力學(xué)方程。結(jié)合ANSY CFX對(duì)模型進(jìn)行了仿真分析，得到在輸入條件下每種模型能夠提供的向前推力的大小。
　　搭建水池實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為在水池中進(jìn)行海上波浪模擬提供了技術(shù)條件。利用PLC程序控制伺服電機(jī)的輸出，模擬海上波浪帶動(dòng)水下驅(qū)動(dòng)載體上下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程。在設(shè)定電機(jī)固定輸入的條件下，將實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭載不同的水下驅(qū)動(dòng)載體，記錄平臺(tái)向前運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與距離，通過(guò)計(jì)算得到平臺(tái)在不同載體驅(qū)動(dòng)下的前進(jìn)速度，從而比較載體的驅(qū)動(dòng)