智能水下机器人关键技术研究.pptx

智能水下机器人

关键技术研究

INTRODUCTION

下无人航行器(UnmannedUnderwaterVehicle,简称UUV):按控制方式不同，可分为遥控水下机器

人(RemotelyOperatedVehicle,ROV)和智能水下机器人(AutonomousUnderwaterVehicle,AUV)两

种。

□智能泳下视器人?一种可长期潜入水下，依靠自带能源、自推进、遥控或自主控制，通过配置任务载荷执行作业任务，能回收和反复使用的水下机器人。智能水下机器人是未来水下机器人技术发展的方向。

全球AUV市场预测分析(台)

1600

200

AUV各市场占有比例分析

20%40%60%80%

■军事部门■科研单位□商用企业

2018

2014

0%

100%

水下导航技术

水下环境感知技术

自动与智能技术

设计制造技术

能源与推进技术

水下通信技术

CONTENTS

设计制造技术

PARTONE

总体设计技术

磨附径应术：根据预定的水下机器人性能要求，通过分析、研究、计算、绘图等工作，从选总体设计择主尺度、线型、排水量、能源和推进系统等方面，估算各种性能，选定有关材料、设备，直至完成制造、使用、维修所需图样和技术文件的过程。有如下分类。

口备制过程：设计技术、制造技术和实验技术等；

口组意有位能：布置设计优化技术、航行性能优化技术、结构性能优化与材料应用技术、仿生技术、隐身技术、任务载荷的适装性技术等。

性能要求航行器技术规范模型试验基本设计详细设计施工海试使用

技术规范

CAD/CAM设计

详细技术规范

绘图

总体设计流程图

模型生成

流体试验

数学模型

控制模型

仿真分析

系统设计

航行性能优化技术

能众下视要人的行能：包括阻力性能、推进性能、操纵性能和耐波性能。优良的航行性能是水下机器人完成使命任务的重要保证。

水下机器人可担负多种使命任务，不同的使命任务对其技术性能有不同的要求。水下机器人尺寸小，航速低，能源有限，受海洋环境影响大。因此，要求它具有良好的适应海洋环境变化的能力，优良的航行性能是其具备该项能力的重要方面。

耐波

性能

阻力性能

操纵性能

推进

性能

载体模块化技术

体模米：通常由载体结构、控制系统、导航系统、能源系统、推进系统、通信系统和任务载荷等组成。

■先进设计制造技术应用在智能水下机器人，主要体现在载体的模块化方面。目前大多数智能水下机器人都是载体外形一体化，内部设备进行模块化设计，在载体设计上主要考虑外形的水动力性能。

■为满足水下密封和承压的使用要求，他们通常使用耐压舱结构，耐压舱结构多为球壳结构和圆柱壳结构。面压容构：布置电池、导航和控制等设备及传感器，多采用铝合金、钛合金、碳纤维等材料制成；

服合：保证水下机器人具有较好的低阻低躁外形，确保水下机器人的稳定性，多采用玻璃钢、碳纤维等材料制成。

耐压舱结构

导航系统

载体

结构

通信

系统

控制系统

能源系统

推进系统

任务载荷

耐压舱结构

口合金

比强度高；低温性能好；无磁

性；耐腐蚀性；良好成形性

数合金

比重小；比强度高；耐腐蚀；低温性能好；弹性模量低

口纤维材

比重小；比强度高；耐腐蚀性

能好；可设计性好；无磁性

非耐压舱结构

口玻璃钢

口碳纤维材料

铝合金

碳纤维材料

钛合金

玻璃钢

结构材料应用技术

外层壳体

结构材料

水下无人航行器型号

耐压仓

结构材料

水下无人航行器型号

钛合金

REMUS6000、Hugin1000、URASHIMA

钛合金、铝

合金、碳纤

维

URASHIMA耐压舱结构采

用钛合金材料；Explorer、

Theseus、Manta耐压舱结

构采用铝合金材料；

Autosub、Tailsman耐压

舱结构采用碳纤维材料；

Hugin耐压舱结构采用钛

合金材料或铝合金材料

铝合金

REMUS100、REMUS600、BPAUV、Bluefin-9、

Bluefin-12、LMRS、NMRS、Theseus、Explorer、ARCS、Gavia、MT-8、OKPO6000、R1、R2D4

碳纤维

Talisman、Autosub-2、Iver、Hugin3000

玻璃钢

URASHIMA、Manta、SeaOtter

钢

MASTT

仿生技术

0木：通过观察、研究和模拟自然界生物各种各样的特殊本领，为科学技术中利用这些原理，提供新的设计思想、工作原理和系统架构的技术。

水下生物的高效率、低噪声、高速度、高机动性等优点，使其成为了研究新型高速、低噪声、机动灵活的