海参捕捞机器人图像处理及控制系统研究

发布时间：2021-01-24 19:02

　　水下机器人广泛应用于海洋资源开采、海生物勘探和海底工程应用等项目,对人类无法涉及或长期驻留的海底,水下机器人发挥着重要作用。海洋具有丰厚的生物和矿产资源,研发一款海生物捕捞机器人具有重要意义和实用价值。其中针对水下机器人的结构设计、运动学建模及参数辨识、水下海生物图像处理和控制系统设计是研发设计的重点。本文首先根据项目要求和作业任务对海参捕捞机器人进行结构设计。根据机器人需要完成的功能和作业环境,分析并设计外壳结构主要用于承载机器人硬件结构和储存已捕捞的海参,使用ANSYS软件对外壳体结构进行强度校核;设计能够满足抓取、传递和储存海参的抓取机械手装置和海参筐组件,研究机械手驱动方式和工作过程;根据机器人的作业任务,对推进器进行选型和分配方案设计;对水下密封舱进行设计,使用ANSYS软件和理论分析对密封舱的性能进行校核,同时详细地介绍了密封方式和机器人浮力材料选型。其次建立海参捕捞机器人运动学和动力学模型,根据实际情况对数学模型完成合理的解耦简化分析,并对海参捕捞机器人三维模型实施合理的简化,采用CFD计算流体动力学法对海参捕捞机器人进行流体力学仿真分析,并对仿真数据使用MATLAB软件... 

【文章来源】：山东建筑大学山东省

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

ROV整体机械结构三维图

山东建筑大学硕士学位论文8图2.2ROV外壳体组件三维图2.2.2材料选择由于本文设计的水下海参捕捞机器人需要完成海参捕捞及存储等作业任务，因为对ROV外壳体组件的承载能力提出了更高的要求，需要保证外壳体组件拥有充足的刚度和强度。由于铝合金具有良好的耐腐蚀性能和加工性能，外壳体组件上半球罩承接盘、外部支撑组件、2个外壳体A和2个外壳体B等部分的制造材料均采用氧化处理的6061-T6铝合金。2.2.3ANSYS强度分析为了确保设计的机器人在水下的工作可靠性，需要对其进行强度分析，在此采用有限元分许软件。在进行仿真分析时，为了避免对真实结构的过分简化而带来的分析误差，本仿真均保留了外壳体组件的所有固定结构和安装孔。如图2.3为ROV外壳体组件结构的划分网格图，在结构应力集中点，均进行了细化网格处理。图2.3ROV外壳体组件结构的网格划分对ROV水下机器人整体结构进行受力分析可知，外壳体组件所受到的力主要来自于浮块观察窗、电缆线、抓取机械手、海参筐组件、海参的重力、浮力以及侧面受到海浪

山东建筑大学硕士学位论文8图2.2ROV外壳体组件三维图2.2.2材料选择由于本文设计的水下海参捕捞机器人需要完成海参捕捞及存储等作业任务，因为对ROV外壳体组件的承载能力提出了更高的要求，需要保证外壳体组件拥有充足的刚度和强度。由于铝合金具有良好的耐腐蚀性能和加工性能，外壳体组件上半球罩承接盘、外部支撑组件、2个外壳体A和2个外壳体B等部分的制造材料均采用氧化处理的6061-T6铝合金。2.2.3ANSYS强度分析为了确保设计的机器人在水下的工作可靠性，需要对其进行强度分析，在此采用有限元分许软件。在进行仿真分析时，为了避免对真实结构的过分简化而带来的分析误差，本仿真均保留了外壳体组件的所有固定结构和安装孔。如图2.3为ROV外壳体组件结构的划分网格图，在结构应力集中点，均进行了细化网格处理。图2.3ROV外壳体组件结构的网格划分对ROV水下机器人整体结构进行受力分析可知，外壳体组件所受到的力主要来自于浮块观察窗、电缆线、抓取机械手、海参筐组件、海参的重力、浮力以及侧面受到海浪


本文编号：2997766