一种微小型水下机器人本体结构的设计

�������������������������������������������������������������������越高，提高射孔弹穿透性能是现在射孔器发展的重要目标。内盲孔射孔枪增加了射孔弹的装枪炸高，有利于提高射孔器的穿透性能。现有内盲孔加工方法存在一定的缺陷，而采用电解法加工内盲孔可以有效克服这些不足，并能够满足现阶段射孔器发展的要求，是一种可行的、发展前景广阔的内盲孔加工工艺方法。［参考文献］［1］李臣，张国华，等.内盲孔射孔器在吉林油田的应用［J］.国外测井技术，2008，23（1）：19-21.［2］王文红，刘霞.内盲孔射孔器的开发研制及应用［J］.测井与射孔，2004（1）：73-76.［3］赵道远.内盲孔射孔枪：中国，200520021175.7［P］.2006-11-29.［4］马宪武.一种内加工式内盲孔射孔枪：中国，201020511734.3［P］.2011-02-16.［5］齐国安，齐春林.石油射孔枪内盲孔加工装置：中国，200920094660.5［P］.2010-10-13.［6］徐志国，熊健，等.一种内盲孔复合射孔枪：中国，200820091340.X［P］.2009-10-07.［7］张国桉，霍瑞龙.油气井用射孔枪内盲孔的加工方法及装置：中国，201110427323.5［P］.2011-12-15.［8］徐家文，王建业，田继安.21世纪初电解加工的发展和应用［J］.电加工与模具，2001（6）：1-5.［9］王国华，潘建伟，周常斌.较大尺寸的内六角盲孔的加工［J］.江苏石油化工学院学报，1998，10（3）：32-35.（编辑黄荻）作者简介：陈纪伟（1987-），助理工程师，工学硕士，主要从事石油射孔器材的研究工作。收稿日期：2013-08-05一种微小型水下机器人本体结构的设计金碧霞（中国船舶重工集团第七一○研究所，湖北宜昌443003）1引言随着人们对海洋开发的不断深入，水下机器人已成为水下观察和水下作业方面最具潜力的水下开发工具［1］，水下机器人技术也逐渐成为研究热点。本文介绍了一种微小型水下机器人本体结构，该水下机器人具有体积小、重量轻、灵活机动、搭载方便等特点，能够从各种支持平台上布放。适用于在江河、湖泊、池塘、水库、浅海等水域进行水下观察、记录、搜索、识别、水下样本采集以及小型物件的打捞等水下作业。对水下机器人本体结构的设计研究极具借鉴和指导意义。2方案制定水下机器人在水中航行时，不可避免地会受到水体粘性阻力的影响，不利于水下机器人运行速度的提高和灵活运转，所以减小阻力是设计中的一个主要关键点。为减小阻力，降低功耗，外形结构设计上利用仿生学原理，仿造鱼类的梭形鱼体，将水下机器人外形加工为旋转体以减小水下机器人水下运行时的阻力，从而减小动力消耗［2］。该机器人由头部半球形迎流段、舯部圆柱段、艉部圆锥形去流段组成回转体线流型结构。同目前大多数水下探测型机器人一样，该机器人的探测识别组件安装在头部。最初的设计是将整个头部做成一个耐压舱，照明灯、摄像机、俯仰机构一起密封在头部耐压舱内，整个头部在俯仰机构电机及减速器的驱动下带动水下电视实现俯仰动作。但在后续设计中发现：由于头部是一个耐压球体，排水量较大，要保持头部在水中的静平衡，需要在头部加大量的压载。同时头部有多处密封，只要一处进水，都可能会引起其他功能设备的损坏。并且耐压球壳的制造成本较高。因此，将头部采用了模块化的设计，即头部壳体为轻质壳体，不水密，而照明灯、摄像机、俯仰机构独自密封在筒体内后装载在头部壳体内，通过水密电缆及水密插座进行连接。这种模块化的设计大大降低了设计难度，同时具有良好的安全性和可维修性。为提供机器人在水中航行的浮力，将舯部圆柱段设计成耐压舱，电源模块、传感器、仪器设备密封在耐压舱内。为降低设计成本，减少研制周期和设计风险，动力推进器采用了目前技术较为成熟的电机加螺旋浆驱动方式。水下机器人应具有前进/后退、左转/右转、上浮/下潜机动能力，因此，推进动力组件由两个主推进器和两个辅助推进器组成。两个主推进器提供前进、后退和左右转向运动，两个辅助推进器提供上浮和下潜运动。摘要：介绍了一种在浅水区域进行探测识别、搜索打捞作业的微小型水下机器人，其总体方案及总体布置突出了该水下机器人具有阻力小、灵活机动的特点。头部组件及推进器采用了模块化设计，结构简单、方便维修、安全性高。对耐压壳体强度及稳定性进行了计算校核。用两个主推动器和两个辅推动器实现水下机器人的前后、浮潜和左右转弯运动，并对水下机器人的密封及腐蚀进行了简述。对水下机器人本体结构设计极具实用价值。关键词：水下机器人；总体方案、模块化；密封；腐蚀中图分类号：TP242文献标识码：A文章编号：1002－2333（2013）11－0047－0347机械工程