利索能及
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专利号: 2017106859205
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-01-15
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种观察型无人遥控潜水器的设计方法,所述观察型无人遥控潜水器包括框架模块、外壳模块、耐压电子舱模块、水下推进器、水下灯和配重模块;其特征在于:所述观察型无人遥控潜水器的设计方法包括如下步骤:(1)根据观察型无人遥控潜水器功能要求,进行框架模块、外壳模块、耐压电子舱模块、运动模块、照明模块及配重模块的选型和设计;

(2)基于Solidworks软件完成功能部件三维建模和虚拟装配;

(3)根据功能需求,设计出观察型无人遥控潜水器本体初步外形;

(4)结构强度性能计算,看是否满足要求,若满足要求,通过辅助运动姿态控制装置以及简化模型计算脐带缆阻力,计算本体基础参数;若结构强度性能计算结果不满足要求,重新设计和选型;

(5)根据计算出的本体基础参数,判断静力学和动力学是否达到平衡,若达到平衡,产品定型;若达不到平衡,调整空间布局和产品选型;

(6)产品定型后,通过控制系统进行水池试验静力学、动力学、自航操作性测试。

2.根据权利要求1所述的观察型无人遥控潜水器的设计方法,其特征在于:所述的外壳模块采用非水密的流线型外壳,外壳中部为圆柱,两侧的流线基于经过改良的美国NACA翼型,整体外壳上下表面和侧面均设有若干透水圆孔,且外壳上部开提手槽用于安装提手,并有相应遮挡盖板,外壳上同时为四枚推进器、耐压电子舱和两个水下照明灯预留了安装位置,尾部安装设置一只可快速 拆卸的整流罩,且整流罩上还设有呈圆周分布的四片稳定翼。

3.根据权利要求1所述的观察型无人遥控潜水器的设计方法,其特征在于:所述框架模块设计具体为包括基础框架和连接扣,所述框架模块具有一对且两基础框架对称设置,所述基础框架之间通过连接扣相连,连接扣在该对基础框架之间形成耐压电子舱固定架;

所述基础框架包括前支架、后支架、侧支架和连接杆;所述前支架与后支架互相平行,所述前支架与侧支架的同一侧边均呈弧形结构且该侧边在平行于前支架或后支架的方向上设置有连接扣;所述连接杆垂直于前支架与后支架且将前支架与后支架上呈弧形结构的一边相连;所述侧支架垂直于前支架与后支架且将前支架与后支架上与呈弧形结构侧边的相对侧边相连;

所述前支架、后支架和侧支架均设置有轻量化孔;所述在前支架上垂直于前支架的方向上设置有照明模块安装架;所述侧支架的延伸方向上位于后支架的外侧延伸有水平螺旋桨推进器安装架;所述侧支架上设置有垂直螺旋桨推进器安装孔。

4.根据权利要求1所述的观察型无人遥控潜水器的设计方法,其特征在于:所述耐压电子舱模块设计包括舱体结构设计、电源模块骨架与散热设计、控制板骨架设计、云台摄像机设计和密封设计;

所述舱体结构设计具体为舱体包括单个圆管形主舱体和一枚端盖,另一侧用于连接云台摄像模块,然后整体进行防水密封,主舱体内部设置有一隔舱,用于间隔、固定电源模块和控制模块;

所述电源模块骨架与散热设计具体为电源模块采用框架式结构进行设计,主要包括框架、3块电源板以及对应的3块铝合金散热板和1块电源与电机控制板,由于舱体内表面为圆弧面,无法直接安装电源板,故采用三块带弧面的铝合金散热板,一面可贴合于舱体内表面,另一面可贴合电源板;同时,考虑到内部走线和散热的空间需求,决定将三块电路板呈“△”字型排列,分别用螺栓和散热片固定在一起,装配在框架上;此外,框架两侧的挡板设有压紧装置,可以使铝合金散热片紧贴在耐压舱内壁上;

所述控制板骨架设计具体为同电源模块一样,控制模块也采用框架式结构进行设计,其框架上配置有导航模块、光电转换板、主控板、深度计控制板和漏水应变片各种电子元器件,且框架一端设有铮角,与隔舱进行配合,可将控制板模块框架固定;

所述云台摄像机设计具体为摄像系统由一套可任意角度旋转的云台、摄像机和透明球罩组成,且摄像机后部留有3个通孔,便于安装在控制板框架上;

所述密封设计具体为在舱体-舱盖和球罩-舱体之间进行密封设计,并为了限制耐压舱体尺寸,采用径向密封方式。

5.根据权利要求4所述的观察型无人遥控潜水器的设计方法,其特征在于:为了保证耐压电子舱模块搬运和吊运过程的安全性,进而在耐压电子舱模块上设计一组提手系统,该系统由一只铝合金提手、两个连接器和两个不锈钢喉箍组成,且连接器通过喉箍固定在耐压电子舱模块上。

6.根据权利要求1所述的观察型无人遥控潜水器的设计方法,其特征在于:所述水下推进器的选型具体为选用美国BLUEROBOTRICS公司提供的T200型号小型推进器,且该推进器采用了塑料和铝合金材质制造,推进器的桨叶还配备直径100mm的导管。

7.根据权利要求1所述的观察型无人遥控潜水器的设计方法,其特征在于:所述水下灯的设计,发光体采用LED模块,即水下灯为圆柱形结构,整体采用6061铝合金材料制造,发光体前部使用耐压玻璃作为透光材料,灯体通过包胶卡箍与框架进行固定;水下灯包括以下部件:一个铝合金的主体;一个配套的铝合金罩盖;一个配套的铝合金底部芯套;两个不同尺寸的O型圈;一个凸透镜;一个控制器;一个led灯片以及若干螺丝以及接线。

8.根据权利要求1所述的观察型无人遥控潜水器的设计方法,其特征在于:所述配重模块设计具体为将配浮、配重集成为一个模块,即将密度较小的浮力材料切割成可以放置于观察型无人遥控潜水器壳内的特定形状,在其下表面固定螺杆,用于安装配重片,且整个模块相对于观察型无人遥控潜水器本体的位置固定,其浮心位于上半部分,而重心位于下半部分。