作品包括

Word版设计说明书1份，共72页，约19000字

CAD版本图纸，共24张

SW三维图一套

摘 要

此次毕业设计对水下机器人进行了整体方案分析，对传动系统进行选型和计算，对相关非标准零部件进行设计，为实现所设计的机械装置的可行性和可靠性，对水下机器人整体结构的关键零部件部分进行强度分析和校核，在此次毕业设计中进行设计的水下机器人整体的结构大体上有下面的结构和组件组成，有前壳、中壳、摄像头、支撑龙骨、主龙骨上架、电池舱、天线、吊钩、舵叶、舵叶传动轴、尾壳、电子罗盘舱、电子舱、主龙骨下架、支尾部连接龙骨、尾部推进器外壳、推进器电机、推进器固定块、推进器传动轴、推进器密封装置、保护罩、螺旋桨、推进器舱密封、舵机外壳、舵机、蜗轮蜗杆装置和输出轴等一系列的相关零部件构建而成。采用Solid works数字化建模软件，实现了对水下机器人零件图和总装配体的三维数字化建模，以及进行了关键零部件相关的强度分析，最后使用AutoCAD平面制图软件二维完成了水下机器人关键部件零件图的绘制和总装配图的绘制。

此次毕业设计完成的相关的设计和研究工作，为水下机器人机械装置的结构方面的设计做下了一定的铺垫，与此同时，带给了相关类型的课题一定的参考价值和方法。

关键词：舵机传动；推进器；水下机器人；建模与仿真；强度分析

目 录

摘 要 1

ABSTRACT 2

第1章 绪论 6

1.1 引言 6

1.2 国内外微小型欠驱动水下机器人的发展现状 7

1.2.1 微小型欠驱动水下机器人的发展综述 7

1.2.2 国外微小型欠驱动水下机器人技术发展现状 8

1.2.3 国内微小型欠驱动水下机器人技术发展现状 11

1.3 课题研究内容与方法 13

第2章 水下机器人的总体设计 15

2.1水下机器人的工作原理简介 15

2.2.1水下机器人的功能需求分析 15

2.2.2 水下机器人实现各功能拟采用的手段 16

2.2 设计总体结构 17

第3章 水下机器人的设计计算 19

3.1 引言 19

3.2推进器结构设计 19

3.3 舵机结构的设计 20

3.4电池舱的设计 21

3.5电子舱的设计 22

3.6 外壳壳体间连接方式 24

3.7本章节小结 26

第4章 水下机器人零部件参数计算与校核 27

4.1 引言 27

4.2 耐压壳体外形尺寸的计算 27

4.3螺旋桨推进器装置的选型 30

4.4舵机传动机构的计算与校核 33

4.4.1 舵杆扭矩的计算 33

4.4.2 传动机构参数的计算 35

4.5吊钩的设计 41

4.6 水下机器人龙骨框架设计 42

4.7 本章节小结 44

第5章 水下机器人建模装配与有限元Simulation分析 45

5.1 水下机器人的零件建模和零件装配 45

5.2 水下机器人装配体爆炸展示和干涉检测 46

4.2.1  总装配体的爆炸展示 46

4.2.2水下机器人的干涉和缝隙接触检测 47

5.3 有限元Simulation仿真简要 49

5.2 水下机器人舵机外壳的有限元Simulation仿真 49

5.2.1  进行关键零部件舵机外壳的材料选型情况分析 50

5.2.2 进行关键零部件舵机外壳的载荷和受力情况分析 50

5.2.3 进行关键零部件舵机外壳的网格化处理 51

5.2.4 运算求解的过程 52

5.2.5  求解后得到的有限元分析结果 52

5.2.6 分析求解舵机外壳的结果 54

5.2 水下机器人螺旋桨的有限元Simulation仿真 54

5.2.1  进行关键零部件螺旋桨的材料选型情况分析 54

5.2.2 进行关键零部件螺旋桨的载荷和受力情况分析 55

5.2.3 进行关键零部件螺旋桨的网格化处理 56

5.2.4 运算求解的过程 57

5.2.5  求解后得到的有限元分析结果 57

5.2.6 分析求解螺旋桨的结果 58

5.3 水下机器人舵机其他零部件的有限元Simulation仿真 59

第6章 结论 69

参考文献 70

致 谢 72

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