[發(fā)明專利]一種觀察型無人遙控潛水器的設(shè)計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710685920.5
• 申請日: 2017-08-11
• 公開（公告）號: CN107600375B
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 凌宏杰;卞子瑋;姚震球;王志東;彭沖;戴曉強(qiáng);曾慶軍
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇科技大學(xué);江蘇科技大學(xué)海洋裝備研究院
• 主分類號: B63G8/00
• 分類號: B63G8/00;B63G8/08;B63G8/14;B63G8/26;B63G8/38;B63C11/52;G06F17/50
• 代理公司: 11316 北京一格知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 滑春生

1.一種觀察型無人遙控潛水器的設(shè)計方法，所述觀察型無人遙控潛水器包括框架模塊、外殼模塊、耐壓電子艙模塊、水下推進(jìn)器、水下燈和配重模塊；其特征在于：所述觀察型無人遙控潛水器的設(shè)計方法包括如下步驟：(1)根據(jù)觀察型無人遙控潛水器功能要求，進(jìn)行框架模塊、外殼模塊、耐壓電子艙模塊、運(yùn)動模塊、照明模塊及配重模塊的選型和設(shè)計；(2)基于Solidworks軟件完成功能部件三維建模和虛擬裝配；

(3)根據(jù)功能需求，設(shè)計出觀察型無人遙控潛水器本體初步外形；

(4)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度性能計算，看是否滿足要求，若滿足要求，通過輔助運(yùn)動姿態(tài)控制裝置以及簡化模型計算臍帶纜阻力，計算本體基礎(chǔ)參數(shù)；若結(jié)構(gòu)強(qiáng)度性能計算結(jié)果不滿足要求，重新設(shè)計和選型；

(5)根據(jù)計算出的本體基礎(chǔ)參數(shù)，判斷靜力學(xué)和動力學(xué)是否達(dá)到平衡，若達(dá)到平衡，產(chǎn)品定型；若達(dá)不到平衡，調(diào)整空間布局和產(chǎn)品選型；

(6)產(chǎn)品定型后，通過控制系統(tǒng)進(jìn)行水池試驗(yàn)靜力學(xué)、動力學(xué)、自航操作性測試；所述框架模塊設(shè)計具體為包括基礎(chǔ)框架和連接扣，所述基礎(chǔ)框架具有一對且兩基礎(chǔ)框架對稱設(shè)置，所述基礎(chǔ)框架之間通過連接扣相連，連接扣在該對基礎(chǔ)框架之間形成耐壓電子艙固定架；所述基礎(chǔ)框架包括前支架、后支架、側(cè)支架和連接桿；所述前支架與后支架互相平行，所述前支架與側(cè)支架的同一側(cè)邊均呈弧形結(jié)構(gòu)且該側(cè)邊在平行于前支架或后支架的方向上設(shè)置有連接扣；所述連接桿垂直于前支架與后支架且將前支架與后支架上呈弧形結(jié)構(gòu)的一邊相連；所述側(cè)支架垂直于前支架與后支架且將前支架與后支架上與呈弧形結(jié)構(gòu)側(cè)邊的相對側(cè)邊相連；所述前支架、后支架和側(cè)支架均設(shè)置有輕量化孔；在所述前支架上垂直于前支架的方向上設(shè)置有照明模塊安裝架；所述側(cè)支架的延伸方向上位于后支架的外側(cè)延伸有水平螺旋槳推進(jìn)器安裝架；所述側(cè)支架上設(shè)置有垂直螺旋槳推進(jìn)器安裝孔。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觀察型無人遙控潛水器的設(shè)計方法，其特征在于：所述耐壓電子艙模塊設(shè)計包括艙體結(jié)構(gòu)設(shè)計、電源模塊骨架與散熱設(shè)計、控制板骨架設(shè)計、云臺攝像機(jī)設(shè)計和密封設(shè)計；

所述艙體結(jié)構(gòu)設(shè)計具體為艙體包括單個圓管形主艙體和一枚端蓋，另一側(cè)用于連接云臺攝像模塊，然后整體進(jìn)行防水密封，主艙體內(nèi)部設(shè)置有一隔艙，用于間隔、固定電源模塊和控制模塊；

所述電源模塊骨架與散熱設(shè)計具體為電源模塊采用框架式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，主要包括框架、3塊電源板以及對應(yīng)的3塊鋁合金散熱板和1塊電源與電機(jī)控制板，由于艙體內(nèi)表面為圓弧面，無法直接安裝電源板，故采用三塊帶弧面的鋁合金散熱板，一面可貼合于艙體內(nèi)表面，另一面可貼合電源板；同時，考慮到內(nèi)部走線和散熱的空間需求，決定將三塊電路板呈“△”字型排列，分別用螺栓和散熱片固定在一起，裝配在框架上；此外，框架兩側(cè)的擋板設(shè)有壓緊裝置，可以使鋁合金散熱片緊貼在耐壓艙內(nèi)壁上；所述控制板骨架設(shè)計具體為同電源模塊一樣，控制模塊也采用框架式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，其框架上配置有導(dǎo)航模塊、光電轉(zhuǎn)換板、主控板、深度計控制板和漏水應(yīng)變片各種電子元器件，且框架一端設(shè)有錚角，與隔艙進(jìn)行配合，可將控制板模塊框架固定；所述云臺攝像機(jī)設(shè)計具體為攝像系統(tǒng)由一套可任意角度旋轉(zhuǎn)的云臺、攝像機(jī)和透明球罩組成，且攝像機(jī)后部留有3個通孔，便于安裝在控制板框架上；所述密封設(shè)計具體為在艙體-艙蓋和球罩-艙體之間進(jìn)行密封設(shè)計，并為了限制耐壓艙體尺寸，采用徑向密封方式。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的觀察型無人遙控潛水器的設(shè)計方法，其特征在于：為了保證耐壓電子艙模塊搬運(yùn)和吊運(yùn)過程的安全性，進(jìn)而在耐壓電子艙模塊上設(shè)計一組提手系統(tǒng)，該提手系統(tǒng)由一只鋁合金提手、兩個連接器和兩個不銹鋼喉箍組成，且連接器通過喉箍固定在耐壓電子艙模塊上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觀察型無人遙控潛水器的設(shè)計方法，其特征在于：所述水下推進(jìn)器的選型具體為選用美國BLUEROBOTRICS公司提供的T200型號小型推進(jìn)器，且該水下推進(jìn)器采用了塑料和鋁合金材質(zhì)制造，水下推進(jìn)器的槳葉還配備直徑100mm的導(dǎo)管。