淺水觀察級(jí)ROV結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真.pdf

1、隨著科技的發(fā)展，水下機(jī)器人應(yīng)用越來(lái)越廣。有纜水下機(jī)器人（ROV）的應(yīng)用具有非常廣闊的前景,其中淺水觀察級(jí)ROV的應(yīng)用更是十分廣泛，淺水觀察級(jí)ROV的研究對(duì)于我國(guó)淺水水域探索具有重大意義。針對(duì)目前的應(yīng)用，結(jié)合國(guó)外商業(yè)化ROV設(shè)計(jì)方法與結(jié)構(gòu)，本論文設(shè)計(jì)了一種左右對(duì)稱式一體化的流線型淺水觀察級(jí)ROV。
　　本論文在研究了國(guó)內(nèi)外淺水觀察級(jí)ROV的發(fā)展現(xiàn)狀、設(shè)計(jì)形式和設(shè)計(jì)方案等的前提下，根據(jù)本論文設(shè)計(jì)的ROV的工作環(huán)境與作業(yè)目的設(shè)計(jì)了ROV

2、的樣機(jī)。
　　本論文主要介紹了ROV的形體選擇、耐壓殼體方案選擇、動(dòng)力系統(tǒng)與電源方案設(shè)計(jì)以及觀測(cè)和照明系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)；重點(diǎn)提出了對(duì)耐壓殼體、透明罩、水下推進(jìn)器和云臺(tái)的詳細(xì)機(jī)械設(shè)計(jì)方案；用理論計(jì)算方式和Ansys分析相互結(jié)合相互補(bǔ)充的方式解決了所設(shè)計(jì)的耐壓殼體、透明罩等ROV關(guān)鍵部件的強(qiáng)度校核與穩(wěn)定性分析的問(wèn)題，并且通過(guò)實(shí)際壓力測(cè)試證明了分析計(jì)算的正確性與設(shè)計(jì)的可靠性。
　　本論文建立了簡(jiǎn)單的ROV運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型，介紹了

3、ROV的空間運(yùn)動(dòng)在固定坐標(biāo)系與運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，給出了ROV的空間六自由度運(yùn)動(dòng)方程。利用Fluent軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的ROV進(jìn)行了水動(dòng)力仿真，計(jì)算了ROV在一定速度下前進(jìn)過(guò)程中的水阻力，并且設(shè)計(jì)了ROV水動(dòng)力測(cè)試實(shí)驗(yàn)，通過(guò)設(shè)計(jì)的試驗(yàn)驗(yàn)證了計(jì)算仿真的正確性，得出了ROV在前進(jìn)過(guò)程中水阻力可以滿足要求的結(jié)論。同時(shí)對(duì)ROV在波浪中的穩(wěn)定性作了試驗(yàn)測(cè)定，試驗(yàn)結(jié)果表明ROV在現(xiàn)有所能設(shè)計(jì)的最大浪高15.43cm的浪高環(huán)境下可以平穩(wěn)運(yùn)行，不會(huì)出