帶纜遙控水下機(jī)器人（ROV）是海洋工程中應(yīng)用最廣泛的一類水下機(jī)器人,它根據(jù)可實(shí)現(xiàn)的功能分為觀察型與作業(yè)型。觀察型水下機(jī)器人主要應(yīng)用于水域搜索、漁業(yè)養(yǎng)殖、水上娛樂(lè)和水下攝影等行業(yè);深水作業(yè)型水下機(jī)器人結(jié)構(gòu)復(fù)雜,實(shí)現(xiàn)的功能多樣,水下作業(yè)能力強(qiáng),廣泛應(yīng)用于水下建筑支持、水下考古作業(yè)、海底搜尋打撈等領(lǐng)域。本文依托江蘇省高技術(shù)船舶協(xié)同創(chuàng)新中心科研項(xiàng)目——系列化ROV研發(fā)及關(guān)鍵部件研制,針對(duì)船舶與海洋平臺(tái)水下工程的實(shí)際需求,開(kāi)展了深水作業(yè)型ROV以及相關(guān)子系統(tǒng)、關(guān)鍵部件的研究與研制工作�；贑FD數(shù)值方法研究該機(jī)器人的水動(dòng)力性能,使用理論計(jì)算與數(shù)值求解相結(jié)合的方法研究了臍帶纜的阻力性能;使用滑移網(wǎng)格方法研究了螺旋槳的敞水性能,基于體積力法探究了ROV本體與螺旋槳全耦合狀態(tài)下的運(yùn)動(dòng)性能;根據(jù)水下機(jī)器人的方案設(shè)計(jì),完成了水下機(jī)器人各部件的制作與選型,成功搭建了水下機(jī)器人的樣機(jī)并進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)試。具體工作內(nèi)容如下:基于模塊化設(shè)計(jì)思路,明確了深海作業(yè)型ROV的系統(tǒng)組成,并確定各系統(tǒng)的實(shí)施方案,完成了機(jī)器人各模塊材料的選取、結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)以及確定合適的安裝固定方式,依托有限元分析軟件對(duì)ROV關(guān)鍵部件進(jìn)行了強(qiáng)度... 

【文章來(lái)源】：江蘇科技大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：125 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景與研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 ROV的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.2.2 ROV總體設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 ROV水下耐壓艙體研究現(xiàn)狀
        1.2.4 ROV水動(dòng)力學(xué)性能研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 ROV系統(tǒng)模塊方案設(shè)計(jì)
    2.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容
    2.2 ROV系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成
    2.3 ROV系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)方案
        2.3.1 供電系統(tǒng)
        2.3.2 控制系統(tǒng)
        2.3.3 通訊系統(tǒng)
        2.3.4 水下電源系統(tǒng)
        2.3.5 動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
        2.3.6 勘察探測(cè)系統(tǒng)
        2.3.7 機(jī)械作業(yè)系統(tǒng)
    2.4 本章小結(jié)
第3章 深水作業(yè)型機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    3.1 引言
    3.2 深水作業(yè)型ROV模塊組成
    3.3 框架模塊設(shè)計(jì)
        3.3.1 材料選取
        3.3.2 框架結(jié)構(gòu)與裝配方式
    3.4 耐壓艙模塊設(shè)計(jì)
        3.4.1 艙體設(shè)計(jì)
        3.4.2 耐壓艙內(nèi)部框架設(shè)計(jì)
        3.4.3 密封設(shè)計(jì)
    3.5 水下推進(jìn)器模塊設(shè)計(jì)
        3.5.1 推進(jìn)器性能參數(shù)
        3.5.2 推進(jìn)器模型設(shè)計(jì)
    3.6 浮體模塊設(shè)計(jì)
    3.7 ROV本體其余關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)與選型
        3.7.1 機(jī)械作業(yè)模塊設(shè)計(jì)
        3.7.2 水下照明模塊設(shè)計(jì)
        3.7.3 水下攝像模塊設(shè)計(jì)
        3.7.4 水下聲吶模塊選型
    3.8 ROV本體結(jié)構(gòu)虛擬裝配
    3.9 ROV本體浮性與穩(wěn)性校核
        3.9.1 結(jié)構(gòu)浮性與穩(wěn)性準(zhǔn)則
        3.9.2 結(jié)構(gòu)浮性與穩(wěn)性調(diào)整
    3.10 ROV關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與穩(wěn)定性分析
        3.10.1 框架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析
        3.10.2 耐壓艙模塊強(qiáng)度與穩(wěn)定性分析
        3.10.3 水下燈殼體、攝像機(jī)殼體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析
    3.11 本章小結(jié)
第4章 深水作業(yè)型機(jī)器人水動(dòng)力性能研究
    4.1 CFD數(shù)值求解原理
        4.1.1 流體運(yùn)動(dòng)控制方程
    4.2 ROV結(jié)構(gòu)本體水動(dòng)力性能計(jì)算
        4.2.1 模型選取與網(wǎng)格劃分
        4.2.2 網(wǎng)格獨(dú)立性驗(yàn)證
        4.2.3 計(jì)算工況選取
        4.2.4 CFD求解設(shè)置
        4.2.5 計(jì)算結(jié)果與分析
    4.3 ROV臍帶纜水動(dòng)力性能計(jì)算
        4.3.1 臍帶纜受力基本假設(shè)
        4.3.2 臍帶纜受力理論計(jì)算
        4.3.3 臍帶纜受力CFD數(shù)值計(jì)算
    4.4 臍帶纜與ROV結(jié)構(gòu)本體耦合阻力性能計(jì)算
    4.5 本章小結(jié)
第5章 深水作業(yè)型機(jī)器人運(yùn)動(dòng)性能數(shù)值預(yù)報(bào)
    5.1 ROV動(dòng)力學(xué)模型建立
        5.1.1 ROV本體運(yùn)動(dòng)模型
        5.1.2 體積力求解原理
    5.2 螺旋槳敞水性能計(jì)算
        5.2.1 螺旋槳模型參數(shù)
        5.2.2 螺旋槳計(jì)算域與網(wǎng)格劃分
        5.2.3 計(jì)算工況與邊界條件
        5.2.4 計(jì)算結(jié)果處理
        5.2.5 實(shí)驗(yàn)論證
    5.3 ROV本體-推進(jìn)器耦合運(yùn)動(dòng)性能數(shù)值預(yù)報(bào)
        5.3.1 水平螺旋槳的布置形式
        5.3.2 計(jì)算參數(shù)設(shè)置
        5.3.3 ROV直航運(yùn)動(dòng)性能
        5.3.4 ROV橫移運(yùn)動(dòng)性能
        5.3.5 ROV下潛運(yùn)動(dòng)性能
        5.3.6 ROV轉(zhuǎn)艏運(yùn)動(dòng)性能
    5.4 本章小結(jié)
第6章 深水作業(yè)型機(jī)器人樣機(jī)搭建
    6.1 ROV陸上功能模塊搭建
        6.1.1 陸上操縱臺(tái)
        6.1.2 陸上電源柜
        6.1.3 臍帶纜模塊
    6.2 ROV水下本體模塊搭建
        6.2.1 水下結(jié)構(gòu)本體框架模塊
        6.2.2 耐壓艙模塊
        6.2.3 浮體模塊
        6.2.4 動(dòng)力推進(jìn)模塊
        6.2.5 水下探測(cè)模塊
        6.2.6 機(jī)械作業(yè)模塊
    6.3 ROV關(guān)鍵部件功能測(cè)試
        6.3.1 水下照明燈測(cè)試
        6.3.2 水下探測(cè)模塊測(cè)試
        6.3.3 水下導(dǎo)航設(shè)備測(cè)試
        6.3.4 ROV本體總體裝配
    6.4 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
    7.1 工作總結(jié)
    7.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 研究展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]基于環(huán)形長(zhǎng)鰭波動(dòng)推進(jìn)的仿生水下機(jī)器人設(shè)計(jì)[J]. 閆勇程,王揚(yáng)威,蘭博文,趙東標(biāo).  機(jī)械制造與自動(dòng)化. 2018(01)
[3]水下機(jī)器人發(fā)展趨勢(shì)及前景[J]. 韋榮偉.  現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備. 2018(02)
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博士論文
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[2]仿魚(yú)類擺動(dòng)尾鰭推進(jìn)系統(tǒng)的水動(dòng)力研究[D]. 張曦.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[3]一種新型水下球形機(jī)器人的若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 蘭曉娟.北京郵電大學(xué) 2011
[4]淺水水下機(jī)器人設(shè)計(jì)與控制技術(shù)工程研究[D]. 劉和平.上海大學(xué) 2009
[5]水下機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型辨識(shí)與廣義預(yù)測(cè)控制技術(shù)研究[D]. 徐建安.哈爾濱工程大學(xué) 2006

碩士論文
[1]深海重型ROV雙機(jī)械手設(shè)計(jì)與研究[D]. 楊明巖.東北石油大學(xué) 2018
[2]水下機(jī)器人水動(dòng)力性能分析及其運(yùn)動(dòng)控制方法的研究[D]. 鄭海斌.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[3]微小型仿生水下機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 卞澤武.山東科技大學(xué) 2017
[4]可翻轉(zhuǎn)式帶纜水下機(jī)器人（ROV）的總體設(shè)計(jì)和水動(dòng)力學(xué)性能研究[D]. 卞子瑋.江蘇科技大學(xué) 2017
[5]深海作業(yè)型ROV建模方法的研究[D]. 周衛(wèi)祥.哈爾濱工程大學(xué) 2015
[6]基于體積力法的船/槳/舵粘性流場(chǎng)的數(shù)值研究[D]. 吳召華.上海交通大學(xué) 2013
[7]帶纜遙控水下機(jī)器人三維運(yùn)動(dòng)滑模控制研究[D]. 鄧威.華南理工大學(xué) 2011
[8]某潛器水動(dòng)力性能計(jì)算及運(yùn)動(dòng)仿真[D]. 趙金鑫.哈爾濱工程大學(xué) 2011
[9]耐壓艙殼體力學(xué)分析及其試驗(yàn)研究[D]. 黃志亮.昆明理工大學(xué) 2011
[10]超小型水下機(jī)器人推進(jìn)器設(shè)計(jì)與分析[D]. 張翠英.蘭州理工大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3262097