第二章 水下自主航行器的总体设计

2。1 AUV 的性能指标

本文所设计的 AUV 结构简单、功能较为单一，是一种实验室基础版本的 AUV,该型 AUV 具有成本低，功能基础，结构简单的特点,是为了后续研究和开发的基础平台。但是麻雀 虽小五脏俱全，该款 AUV 同样能够实现水下自主运行，并且该款 AUV 搭载了捷联惯导系 统（SINS）、多普勒计程仪（DVL）、压力传感器（测深度）、超短基线定位声纳以及前 视摄像机和下视摄像机。压力传感器（深度计）、温度传感器等等，能够自主在水下进 行准确定位和导航。

其技术指标如下: (1)具有两个水平推进器，和一个俯仰推进器，均采用无刷直流电机；

外加一个舵机，控制水平左转和右转 (2)功能：图像显示、无线数据传输、湿度检测、电源电压检测、导航

自主航行

(3) 导航方式: GPS+SINS+DVL 组合导航。

2。2 AUV 的水下运动影响因素

AUV 在水下航行时要受到诸多外界因素的影响，一方面，由于地球的引力作用，AUV 在水下自主航行时必然要受到重力的影响，另一方面，由于水中的物体还要受到浮力的 作用，AUV 必然会受到一个与重力方向相反的浮力。一旦 AUV 的体积和质量决定了，那 么，AUV 所受的浮力和重力也就确定了，可以说，浮力和重力是一组静态力。

但是海洋环境并不是一个单单静止的环境，我们还要考虑海水的波动以及由于 AUV 的外形所受到的流体力的影响，所以我们还要考虑流体力的影响。这些流体力是由于水 流对 AUV 的机身、舵以及螺旋桨等的作用，但是由于海洋环境复杂多变，而本文所涉及 的 AUV 属于初级阶段的基础版 AUV，所面临的工作环境远远没有海洋环境复杂，所以， 在我们设计的过程中，暂时不考虑流体力的作用。最后，我们还要考虑推进力。本文所 设计的 AUV 具有两个水平推进器，均安装在机身中间两侧，为 AUV 提供水平动力；一个 俯仰推进器，安装在机身中心处，为 AUV 提供竖直方向上的推力；和一个舵机，为 AUV 提供水平方向的转向。图 2-1 为水下自主航行器水下受力分析来,自.优;尔:论[文|网www.youerw.com +QQ752018766-

浮力流体力

图 2-1 水下自主航行器水下受力分析

2。3  AUV 机身内搭载平台设计

我们首先考虑自主水下航行器的结构设计，本文所设计的自主水下航行器特点是机 身小巧，价格低廉，所以我们机身的壳体采用铝合金材料，并设计成潜艇的形状，使其 更好的符合流体力学，在水下收到的阻力更小。机身从前到后分别是传感器仓，控制系 统仓，动力系统仓，电源仓