论文部分内容阅读
随着海洋发展提升至国家战略,我国“蓝色经济”和“21世纪海上丝绸之路”得到空前建设与发展。水下ROV作为探索海洋、发展海洋的工具,其相关技术也取得巨大进步。为了适应水下ROV智能化、可视化的发展要求,本文设计了一套水下ROV监控系统。通过该系统,可以对水域水质溶氧量、PH值、ORP值以及浊度等参数进行检测,可以对水下ROV运动本体的航向角、深度以及电子耐压舱内温度等自身运行参数进行监控,也可以对水域水体环境进行图像拍摄,为使用者提供全面的水域信息。本系统的设计开发,可加快我国与发达国家之间的技术追赶步伐,对我国海洋资源探索、开发、可持续发展具有重大现实意义。本文采用经验设计法,参考了大量的国内外水下ROV优秀设计。在此基础之上,对水下ROV总体系统方案进行初步设计。同时,对水下ROV的电子耐压舱、框架载体等重要部件的结构形式、材料、稳定性以及密封形式进行分析;对动力推进装置使用的驱动电机初步选型,并布置6个驱动电机;对水下ROV运动本体的浮体、框架载体、电子耐压舱壳体及搭载设备等机械结构部分进行设计;对作为搭载基础的载体框架结构形式、材料、连接形式以及强度进行阐述;对搭载水下数据采集模块的电子耐压舱壳体结构形式、连接及密封形式、稳定性等进行概述,并重点分析了在工作水深处的受力情况;对电子耐压舱壳体在工作水深处的强度以及模态,使用ANYSY有限元分析软件进行仿真计算。本文以水下ROV总体结构设计为基础,对水下ROV监控系统进行深入研究设计。本文将水下ROV电子监控系统分为水上主控制模块与水下数据采集模块进行设计,两个模块之间采用脐带缆进行通信。脐带缆属于远程通信,需要设计信号转换电路,将水下主控制模块与水下数据采集模块之间的串口通信转化为可以远程传输的RS485通信。本文对系统整体方案、水上主控制系统以及水下数据采集系统等各个模块进行初步设计,并选取水下主控制系统模块、水下数据采集模块使用的嵌入式微处理器;对水上主控制器模块电路、通信电路、电源电路、电机驱动模块电路、USB接口电路、串口通信电路、水下LED灯控制电路等关键电路进行设计;对水下数据采集模块控制器电路、电源电路、传感器采集电路、电子罗盘模块电路、LED灯驱动电路以及摄像头继电器切换电路等水下关键电路进行设计。论文最后对本文研究内容进行总结,并提出未来研究工作展望。