水下ROV监控技术研究

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1、学校代码：10264研究生学号：M150650737上海海洋大学硕士学位论文题目：水下ROV监控技术研究英文题目：ResearchonUnderwaterROVMonitoringTechnology专业：机械工程研究方向：水下机器人研究姓名：李华南指导教师：王永鼎教授二O一八年六月八日上海海洋大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自

2、撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日上海海洋大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权上海海洋大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日上海海洋大学硕士学位论文上海海洋大学硕

3、士学位论文答辩委员会成员名单姓名工作单位职称备注施伟峰上海海事大学教授主席付东翔上海理工大学副教授委员上海启腾电气周永捷高级工程师委员股份有限公司金光哲上海海洋大学讲师秘书答辩地点工程学院308室答辩日期2018.5.24I上海海洋大学硕士学位论文水下ROV监控技术研究摘要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

4、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

5、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。

6、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II上海海洋大学

7、硕士学位论文行设计。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。关键词：水下机器人，ROV，结构设计，电子监控，电子耐压舱III上海海洋大学硕士学位论文ResearchonUnderwaterROVMonitoringTechnologyABSTRACTWiththedevelopmentoftheoceantothenationalstrategy,China's"blueeconomy"and"21stcenturymaritimeSilkRoad"havebeenunprecedentedconstructionandde

8、velopment.ThishasalsoledtounprecedentedadvancesinunderwaterROVtechnology,anessentialtoolf