声明
1 绪论
1.1 研究背景及课题来源
1.1.1 研究背景
1.1.2 课题来源
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外底板作业的水下机器人发展现状
1.2.2 国内底板作业的水下机器人发展现状
1.2.3 水库大坝可视化检测机器人应用现状
1.2.4 水下机器人的发展趋势
1.3 组织构架
2 机器人系统方案设计
2.1 机器人整机方案设计
2.1.1 机器人使用环境
2.1.2 机器人构型设计
2.1.3 设计技术指标
2.2 机器人机械结构设计
2.2.1 浮游部分设计
2.2.2 爬行部分设计
2.2.3 清淤检测部分设计
2.2.4 主控箱设计
2.2.5 机器人整机示意
2.3 机器人控制系统方案
2.3.1 通讯系统
2.3.2 供电系统
2.3.3 运动控制系统
2.3.4 视频与图像采集
2.3.5 定位系统
2.3.6 整体结构
2.4 本章小结
3 浮游运动建模及水动力学仿真
3.1 坐标系定义与运动学建模
3.2 浮游运动动力学建模
3.2.1 机器人系统惯性矩阵
3.2.2 水阻力矩阵
3.2.3 恢复力向量
3.2.4 推进器推力和推力矩向量
3.3 浮游运动水动力学仿真计算
3.3.1 控制方程与湍流模型
3.3.2 简化三维模型的建立
3.3.3 机器人平移阻尼水动力计算
3.3.4 机器人旋转阻尼水动力计算
3.3.5 附加质量计算
3.4 六自由度动力学模型
3.5 本章小结
4 水下爬行运动仿真研究
4.1 机器人水下行驶受力
4.1.1 机器人重心和浮心测量
4.1.2 水阻力仿真
4.2 水下运动浮心稳定域研究
4.2.1 平地直行稳定性研究
4.2.2 机器人爬坡稳定性研究
4.2.3 越障仿真
4.2.4 爬越凸台仿真
4.3 本章小结
5 实验验证
5.1 关键零部件性能测试
5.1.1 推进器推力测试
5.1.2 主控箱耐压密封性能测试
5.1.3 电机机械密封性能测试
5.2 爬行运动实验
5.2.1 机器人陆地测试
5.2.2 水下直线行驶
5.2.3 水下原地转向
5.2.4 水下爬斜坡
5.2.5 水下双边越障
5.2.6 水下单边越障
5.3 消力池现场作业
5.4 本章小结
6 总结和展望
6.1 总结
6.2 展望
致 谢
参考文献
附录
攻读学位期间的研究成果
西南科技大学;
