水下機器人廣泛應(yīng)用于海洋資源開采、海生物勘探和海底工程應(yīng)用等項目,對人類無法涉及或長期駐留的海底,水下機器人發(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)一款海生物捕撈機器人具有重要意義和實用價值。其中針對水下機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計、運動學(xué)建模及參數(shù)辨識、水下海生物圖像處理和控制系統(tǒng)設(shè)計是研發(fā)設(shè)計的重點。本文首先根據(jù)項目要求和作業(yè)任務(wù)對海參捕撈機器人進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。根據(jù)機器人需要完成的功能和作業(yè)環(huán)境,分析并設(shè)計外殼結(jié)構(gòu)主要用于承載機器人硬件結(jié)構(gòu)和儲存已捕撈的海參,使用ANSYS軟件對外殼體結(jié)構(gòu)進行強度校核;設(shè)計能夠滿足抓取、傳遞和儲存海參的抓取機械手裝置和海參筐組件,研究機械手驅(qū)動方式和工作過程;根據(jù)機器人的作業(yè)任務(wù),對推進器進行選型和分配方案設(shè)計;對水下密封艙進行設(shè)計,使用ANSYS軟件和理論分析對密封艙的性能進行校核,同時詳細(xì)地介紹了密封方式和機器人浮力材料選型。其次建立海參捕撈機器人運動學(xué)和動力學(xué)模型,根據(jù)實際情況對數(shù)學(xué)模型完成合理的解耦簡化分析,并對海參捕撈機器人三維模型實施合理的簡化,采用CFD計算流體動力學(xué)法對海參捕撈機器人進行流體力學(xué)仿真分析,并對仿真數(shù)據(jù)使用MATLAB軟件... 

【文章來源】：山東建筑大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

ROV整體機械結(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)計的水下海參捕撈機器人需要完成海參捕撈及存儲等作業(yè)任務(wù)，因為對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、外部支撐組件、2個外殼體A和2個外殼體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強度分析為了確保設(shè)計的機器人在水下的工作可靠性，需要對其進行強度分析，在此采用有限元分許軟件。在進行仿真分析時，為了避免對真實結(jié)構(gòu)的過分簡化而帶來的分析誤差，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，均進行了細(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ROV水下機器人整體結(jié)構(gòu)進行受力分析可知，外殼體組件所受到的力主要來自于浮塊觀察窗、電纜線、抓取機械手、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)計的水下海參捕撈機器人需要完成海參捕撈及存儲等作業(yè)任務(wù)，因為對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、外部支撐組件、2個外殼體A和2個外殼體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強度分析為了確保設(shè)計的機器人在水下的工作可靠性，需要對其進行強度分析，在此采用有限元分許軟件。在進行仿真分析時，為了避免對真實結(jié)構(gòu)的過分簡化而帶來的分析誤差，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，均進行了細(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ROV水下機器人整體結(jié)構(gòu)進行受力分析可知，外殼體組件所受到的力主要來自于浮塊觀察窗、電纜線、抓取機械手、海參筐組件、海參的重力、浮力以及側(cè)面受到海浪


本文編號：2997766