淺水mini-ROV系統(tǒng)研發(fā).pdf

1、我國(guó)沿海海岸線、河流、湖泊的水深大都在100米以下，目前，漁業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)、潮汐電站檢查、船體水下檢查一般使用水下機(jī)器人進(jìn)行檢查，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外大部分水下機(jī)器人產(chǎn)品一般在50kg左右，體積龐大，無(wú)法深入狹小的縫隙，需要多人協(xié)同作業(yè)，使用的靈活性便捷性受到限制。因此，mini-ROV會(huì)在水下勘測(cè)檢查中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。由于水下機(jī)器人在水下運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性及不確定性，水下定點(diǎn)觀察時(shí)需要的穩(wěn)定性，自動(dòng)跟蹤觀察需要的精確性，其相應(yīng)的控制算法也成為

2、人們研究的熱點(diǎn)。
　　本文針對(duì)mini-ROV國(guó)內(nèi)外幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀，提出了國(guó)內(nèi)外發(fā)展中存在的主要問(wèn)題，闡述了下一階段的國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)，介紹了本論文的主要工作及其所設(shè)計(jì)的mini-ROV的技術(shù)要求。
　　本項(xiàng)目研究目標(biāo)在于研制適合于近海及湖泊100米以下淺水的mini-ROV系統(tǒng)樣機(jī)，基于簡(jiǎn)單性、實(shí)用性、靈活性、易操作性的原則，提出了設(shè)計(jì)一種基于嵌入式系統(tǒng)、自帶能源、高壓長(zhǎng)距離輸電、輕質(zhì)流線型本體、兩個(gè)縱向水下推進(jìn)器一

3、個(gè)垂向水下推進(jìn)器、具有各種自動(dòng)功能的的流線型觀察級(jí)mini-ROV。
　　針對(duì)水下推進(jìn)器頻繁啟動(dòng)、加減速大電流工作的特點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)了基于大功率電源的高能供電電路，實(shí)現(xiàn)了水下推進(jìn)器高效率、高穩(wěn)定工作。
　　針對(duì)觀察型mini-ROV攝像機(jī)高清晰顯示、長(zhǎng)距離傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，提出了基于單端轉(zhuǎn)差分視頻芯片AD8131的高帶寬視頻傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)，解決了基帶模擬視頻信號(hào)長(zhǎng)距離高清傳輸及平衡與非平衡信號(hào)之間的轉(zhuǎn)化的問(wèn)題，達(dá)到了水下視頻高清顯示的

4、效果。選用ST公司的ARM作為下位機(jī)控制器，控制ROV在水下靈活地完成各種運(yùn)動(dòng)。制定了詳細(xì)的用于主控制臺(tái)與ROV之間的485通信協(xié)議，同時(shí)對(duì)mini-ROV的通信軟件架構(gòu)及控制軟件架構(gòu)做了一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。
　　本文對(duì)流線型mini-ROV自動(dòng)定深算法進(jìn)行了研究，提出基于PID算法的自動(dòng)定深功能的實(shí)現(xiàn)。通過(guò)軟件仿真及實(shí)際水槽檢驗(yàn)，驗(yàn)證了此算法的合理性。
　　最后，針對(duì)所研發(fā)的mini-ROV樣機(jī)做了一系列實(shí)驗(yàn)，包括基本功能試驗(yàn)