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海底管道是海上油气田的重要组成部分,海底管道检测机器人能够代替人工完成对海底管道运行状况的实时监测与信息反馈,从而有助于对管道沿线总体情况的掌握。本文主要进行了海底管道检测机器人的总体结构设计、主要结构分析、基于PID控制算法的运动控制研究,从而完成了对海底管道检测机器人的自主研发工作。本论文将一体化和模块化相结合的思想应用于对海底管道检测机器人总体结构布局与设计中,根据一般水下机器人的设计准则和各主要功能模块的具体结构型式分别对海底管道检测机器人的形体结构型式、推进系统、观测与照明系统进行了论证、选择与设计。本论文完成了海底管道检测机器人的结构设计。对管道检测机器人的主要结构以及辅助结构进行了详细设计。主要包括：机器人框架结构设计、浮体结构设计、电子仓结构设计、照明摄像系统结构设计、推进器及USBL的安装设计、SMARTRAK的安装设计、电位传感器与高度计的安装设计、加固与起吊机构设计以及控制系统操控箱、绞车以及装载车结构设计。本论文完成了对海底管道检测机器人主要结构分析。对水下机器人的框架进行了静力学结构分析和模态分析,得出框架在承受相应负载的情况下的应力和变形情况,判断设计是否满足要求：对电子仓进行耐压分析,使其在所设计的水深下安全性得到保证；对推进系统进行了详细分析,介绍了水下机器人的阻力计算方法和推力计算方法,并进行了推力校核,使推进器的选型满足设计要求。对水下机器人的浮力设计原则和计算方法进行了详细的介绍,并校核了该水下机器人的浮力。本论文对水下机器人运动控制算法进行研究,将PID控制算法应用在海底管道检测机器人高度和姿态控制中,湖试、海试等试验验证了这一控制算法的有效性。