水下機(jī)器人廣泛應(yīng)用于海洋資源開(kāi)采、海生物勘探和海底工程應(yīng)用等項(xiàng)目,對(duì)人類無(wú)法涉及或長(zhǎng)期駐留的海底,水下機(jī)器人發(fā)揮著重要作用。海洋具有豐厚的生物和礦產(chǎn)資源,研發(fā)一款海生物捕撈機(jī)器人具有重要意義和實(shí)用價(jià)值。其中針對(duì)水下機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)學(xué)建模及參數(shù)辨識(shí)、水下海生物圖像處理和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)是研發(fā)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。本文首先根據(jù)項(xiàng)目要求和作業(yè)任務(wù)對(duì)海參捕撈機(jī)器人進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)機(jī)器人需要完成的功能和作業(yè)環(huán)境,分析并設(shè)計(jì)外殼結(jié)構(gòu)主要用于承載機(jī)器人硬件結(jié)構(gòu)和儲(chǔ)存已捕撈的海參,使用ANSYS軟件對(duì)外殼體結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度校核;設(shè)計(jì)能夠滿足抓取、傳遞和儲(chǔ)存海參的抓取機(jī)械手裝置和海參筐組件,研究機(jī)械手驅(qū)動(dòng)方式和工作過(guò)程;根據(jù)機(jī)器人的作業(yè)任務(wù),對(duì)推進(jìn)器進(jìn)行選型和分配方案設(shè)計(jì);對(duì)水下密封艙進(jìn)行設(shè)計(jì),使用ANSYS軟件和理論分析對(duì)密封艙的性能進(jìn)行校核,同時(shí)詳細(xì)地介紹了密封方式和機(jī)器人浮力材料選型。其次建立海參捕撈機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型,根據(jù)實(shí)際情況對(duì)數(shù)學(xué)模型完成合理的解耦簡(jiǎn)化分析,并對(duì)海參捕撈機(jī)器人三維模型實(shí)施合理的簡(jiǎn)化,采用CFD計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)法對(duì)海參捕撈機(jī)器人進(jìn)行流體力學(xué)仿真分析,并對(duì)仿真數(shù)據(jù)使用MATLAB軟件... 

【文章來(lái)源】：山東建筑大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：95 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

ROV整體機(jī)械結(jié)構(gòu)三維圖

山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文8圖2.2ROV外殼體組件三維圖2.2.2材料選擇由于本文設(shè)計(jì)的水下海參捕撈機(jī)器人需要完成海參捕撈及存儲(chǔ)等作業(yè)任務(wù)，因?yàn)閷?duì)ROV外殼體組件的承載能力提出了更高的要求，需要保證外殼體組件擁有充足的剛度和強(qiáng)度。由于鋁合金具有良好的耐腐蝕性能和加工性能，外殼體組件上半球罩承接盤(pán)、外部支撐組件、2個(gè)外殼體A和2個(gè)外殼體B等部分的制造材料均采用氧化處理的6061-T6鋁合金。2.2.3ANSYS強(qiáng)度分析為了確保設(shè)計(jì)的機(jī)器人在水下的工作可靠性，需要對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度分析，在此采用有限元分許軟件。在進(jìn)行仿真分析時(shí)，為了避免對(duì)真實(shí)結(jié)構(gòu)的過(guò)分簡(jiǎn)化而帶來(lái)的分析誤差，本仿真均保留了外殼體組件的所有固定結(jié)構(gòu)和安裝孔。如圖2.3為ROV外殼體組件結(jié)構(gòu)的劃分網(wǎng)格圖，在結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中點(diǎn)，均進(jìn)行了細(xì)化網(wǎng)格處理。圖2.3ROV外殼體組件結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格劃分對(duì)ROV水下機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析可知，外殼體組件所受到的力主要來(lái)自于浮塊觀察窗、電纜線、抓取機(jī)械手、海參筐組件、海參的重力、浮力以及側(cè)面受到海浪

山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文8圖2.2ROV外殼體組件三維圖2.2.2材料選擇由于本文設(shè)計(jì)的水下海參捕撈機(jī)器人需要完成海參捕撈及存儲(chǔ)等作業(yè)任務(wù)，因?yàn)閷?duì)ROV外殼體組件的承載能力提出了更高的要求，需要保證外殼體組件擁有充足的剛度和強(qiáng)度。由于鋁合金具有良好的耐腐蝕性能和加工性能，外殼體組件上半球罩承接盤(pán)、外部支撐組件、2個(gè)外殼體A和2個(gè)外殼體B等部分的制造材料均采用氧化處理的6061-T6鋁合金。2.2.3ANSYS強(qiáng)度分析為了確保設(shè)計(jì)的機(jī)器人在水下的工作可靠性，需要對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度分析，在此采用有限元分許軟件。在進(jìn)行仿真分析時(shí)，為了避免對(duì)真實(shí)結(jié)構(gòu)的過(guò)分簡(jiǎn)化而帶來(lái)的分析誤差，本仿真均保留了外殼體組件的所有固定結(jié)構(gòu)和安裝孔。如圖2.3為ROV外殼體組件結(jié)構(gòu)的劃分網(wǎng)格圖，在結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中點(diǎn)，均進(jìn)行了細(xì)化網(wǎng)格處理。圖2.3ROV外殼體組件結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格劃分對(duì)ROV水下機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析可知，外殼體組件所受到的力主要來(lái)自于浮塊觀察窗、電纜線、抓取機(jī)械手、海參筐組件、海參的重力、浮力以及側(cè)面受到海浪


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