本文選題：水下機器人 + 結構設計　； 參考：《杭州電子科技大學》2017年碩士論文

【摘要】：目前,我國海洋事業(yè)處于迅猛發(fā)展階段,有纜水下機器人(ROV)作為一種新型海洋高科技設備,在海洋資源開采、海洋安檢、水下觀測、水下考古、海洋救援與打撈等眾多方面均有廣泛應用。通過對國內(nèi)外現(xiàn)有ROV仔細調(diào)查與研究,本文提出一種水下機器人結構,并對其進行了運動學與流體力學仿真研究。首先,根據(jù)水下機器人的應用目標要求,制定了以浮體材料、載體框架、推進器、耐壓殼體、液壓機械手以及其他配件為六個基本模塊的方案,浮體材料給ROV提供合適的浮力,使得水下機器人本體達到零浮力狀態(tài),五個推進器之間相互配合,使ROV能在水下自由運動。并用有限元分析軟件SolidWorks Simulation對其中的一些重要承力部件,如載體框架、耐壓殼體以及起吊環(huán)等,進行了強度校核。其次,對三維模型建立了運動學模型,通過建立固定坐標系和運動坐標系,并推導兩者之前轉換式,在此基礎上求解出了簡化的ROV六自由度運動表達式。之后,利用流體軟件Flow Simulation對ROV進行初步的水下流體性能分析,模擬出ROV在水下運動時本體的受力情況,并分析了ROV在不同水下航行速度下所受阻力特性。最后,詳細描述了水下運動實驗結果,并分別與仿真數(shù)據(jù)、理論模型進行了對比。
[Abstract]:At present, China's marine industry is in a rapid development stage. As a new type of marine high-tech equipment, the underwater vehicle (ROV) has been used in marine resources mining, marine security inspection, underwater observation, underwater archaeology, Ocean rescue and salvage are widely used in many fields. Through careful investigation and research on the existing ROV at home and abroad, this paper presents a structure of underwater vehicle, and studies its kinematics and hydrodynamics simulation. First of all, according to the requirements of underwater vehicle application, six basic modules including floating body material, carrier frame, propeller, pressure proof shell, hydraulic manipulator and other accessories are developed. The floating body material provides suitable buoyancy for ROV. The body of underwater vehicle reaches zero buoyancy and the five propellers cooperate with each other so that ROV can move freely under water. The strength of some important load-bearing components, such as carrier frame, pressure-resistant shell and hoisting ring, are checked by SolidWorks Simulation. Secondly, the kinematics model of the 3D model is established. By establishing the fixed coordinate system and the kinematic coordinate system, and deducing the transformation formula before the two models, the simplified ROV six-degree-of-freedom motion expression is solved. Then, the underwater fluid performance of ROV is analyzed by flow simulation, and the force acting on ROV is simulated, and the resistance characteristics of ROV under different underwater velocities are analyzed. Finally, the experimental results of underwater motion are described in detail and compared with simulation data and theoretical model.
【學位授予單位】：杭州電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP242

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本文編號：2006134