淺水觀察級ROV結構設計與仿真.pdf

1、隨著科技的發(fā)展，水下機器人應用越來越廣。有纜水下機器人（ROV）的應用具有非常廣闊的前景,其中淺水觀察級ROV的應用更是十分廣泛，淺水觀察級ROV的研究對于我國淺水水域探索具有重大意義。針對目前的應用，結合國外商業(yè)化ROV設計方法與結構，本論文設計了一種左右對稱式一體化的流線型淺水觀察級ROV。
　　本論文在研究了國內外淺水觀察級ROV的發(fā)展現(xiàn)狀、設計形式和設計方案等的前提下，根據(jù)本論文設計的ROV的工作環(huán)境與作業(yè)目的設計了ROV

2、的樣機。
　　本論文主要介紹了ROV的形體選擇、耐壓殼體方案選擇、動力系統(tǒng)與電源方案設計以及觀測和照明系統(tǒng)方案設計；重點提出了對耐壓殼體、透明罩、水下推進器和云臺的詳細機械設計方案；用理論計算方式和Ansys分析相互結合相互補充的方式解決了所設計的耐壓殼體、透明罩等ROV關鍵部件的強度校核與穩(wěn)定性分析的問題，并且通過實際壓力測試證明了分析計算的正確性與設計的可靠性。
　　本論文建立了簡單的ROV運動學與動力學數(shù)學模型，介紹了

3、ROV的空間運動在固定坐標系與運動坐標系之間的轉換關系，給出了ROV的空間六自由度運動方程。利用Fluent軟件對所設計的ROV進行了水動力仿真，計算了ROV在一定速度下前進過程中的水阻力，并且設計了ROV水動力測試實驗，通過設計的試驗驗證了計算仿真的正確性，得出了ROV在前進過程中水阻力可以滿足要求的結論。同時對ROV在波浪中的穩(wěn)定性作了試驗測定，試驗結果表明ROV在現(xiàn)有所能設計的最大浪高15.43cm的浪高環(huán)境下可以平穩(wěn)運行，不會出