[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;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

本發(fā)明涉及一種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，進行各部件的選型和設(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)計出初步外形；（4）結(jié)構(gòu)強度性能計算，若滿足要求，計算本體基礎(chǔ)參數(shù)；若不滿足要求，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)平衡，若平衡，產(chǎn)品定型；若不平衡，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)進行水池試驗靜力學(xué)、動力學(xué)、自航操作性測試。本發(fā)明的優(yōu)點在于：通過本發(fā)明設(shè)計方法設(shè)計出了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性強、結(jié)構(gòu)布局合理、密封性強以及散熱性能強的觀察型無人遙控潛水器。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水下機器人技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種觀察型無人遙控潛水器的設(shè)計方法。

背景技術(shù)

ROV(Remote Operated Vehicle，無人遙控潛水器)是用于水下觀察、檢查和施工的水下機器人。微型ROV自帶能源，運行靈巧，攜帶有微型攝像機和傳感器，可以擴展載人潛水器的觀測范圍，能深入載人潛水器不便或不能進入的狹小危險區(qū)域進行工作。

水下機器人的種類繁多，大部分采用封閉式（亦稱流線式）。顧名思義，封閉式結(jié)構(gòu)是將水下機器人包含的大部分儀器、設(shè)備封裝在一種流線型的鋁合金的主體內(nèi)；因此，這些儀器的框架模塊除了要有足夠的強度抗擊海水的壓力還要有做夠的空間和強度安裝各個儀器和設(shè)備；現(xiàn)有的封閉式的遙控潛水器框架過于簡單，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差，在水下壓力作用下容易損壞，且結(jié)構(gòu)布局不合理。

水下耐壓艙體的結(jié)構(gòu)形式也多種多樣，常見的有長方體、圓柱體和球體等。長方體耐壓艙體易于加工，方便布置內(nèi)部元件，但是受壓時邊角處容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，耐壓強度較低，適用于淺水密封。球形耐壓艙體受壓時應(yīng)力可以在整個表面上均勻分布，耐壓性能好，適用于深水密封；但是內(nèi)部元件不方便布置，加工難度和成本也很高。圓柱形耐壓艙的耐壓性能良好，加工成本較低，從淺水到深水都可以使用。

此外，ROV上的水下照明模塊作為一種為無人遙控潛水器的拍照和航行提供亮度的設(shè)備，在滿足亮度的同時還要保證密封性、抗水壓的能力和散熱能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種觀察型無人遙控潛水器的設(shè)計方法，通過該設(shè)計方法設(shè)計出的觀察型無人遙控潛水器，以解決一般的無人遙控潛水器的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差、結(jié)構(gòu)布局不合理、密封性差以及散熱性能差的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：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、水下推進器、水下燈和配重模塊；其創(chuàng)新點在于：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，進行框架模塊、外殼模塊、耐壓電子艙模塊、運動模塊、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)強度性能計算，看是否滿足要求，若滿足要求，通過輔助運動姿態(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)進行水池試驗靜力學(xué)、動力學(xué)、自航操作性測試。