微型自主水下机器人折叠天线设计

摘要

为减少天线部件对自主水下机器人造成的额外航行阻力,解决现有升降、折叠天线机构不适用于微型自主水下机器人的问题,设计一种适用于微型自主水下机器人的折叠天线。通过CFD仿真对比了天线机构升起或折叠状态下微型自主水下机器人的航行阻力,结果表明,折叠天线折叠后可减少不小于34.26%的航行阻力,验证了折叠天线对于微型自主水下机器人减小水下航行阻力的有效性。通过对折叠天线机构的运动学与动力学仿真,可知天线机构升起过程中所需最大驱动力矩为0.51 kg·cm,该数值小于天线机构选用驱动舵机的额定输出扭矩,验证了设计方案的可行性。最后,通过微型自主水下机器人样机湖上试验,验证了折叠天线机构处于升起状态时接收WiFi、无线电和GPS信号的稳定性,天线机构折叠时微型自主水下机器人能够实现水下定向、定深航行功能。