本帖最后由 舟航 于 2011-4-21 23:17 編輯 ! N- h2 I. l! L' y
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附錄：AUV跨學科研究,，機電一體化系統(tǒng)設計之筆記 機電學這詞是日本工程師KoKikuchi1969年發(fā)明的,。一個產品集電子學、信息科學,、機械學,、電力學等一身。 看圖2.1-2：基礎系統(tǒng)還是機械結構,，也就是俺說的胚子,，這個玩不好，沒招,。然后分兩路：傳感器和執(zhí)行器,。前者采集系統(tǒng)的狀態(tài)，并由信息處理系統(tǒng)處理成數字信號,，然后再由處理系統(tǒng)發(fā)出數字信號并轉換成模擬信號來驅動執(zhí)行器的動作,，如此反復的一個動作循環(huán)系統(tǒng)。 機電一體化系統(tǒng)逐步取代機械系統(tǒng),。優(yōu)點就不討論了,。這里必須提到的一點就是跨學科的協(xié)作問題,。 機器人學和機電學的區(qū)別：裝配線的上的機械手,，步行或輪式移動的機器人能稱為機電系統(tǒng)。其執(zhí)行器和傳感器的使用是機電系統(tǒng)的典型應用,。機器人是機電產品的一個子集,。機電系統(tǒng)產品重要部分為信息處理單元，即基于傳感器的信號來控制執(zhí)行器,。 機電產品復雜五方面,，也有其他的分類。 數值復雜 關系/結構復雜 變量復雜：一個模塊適用不同型號的產品 學科復雜：多學科交叉 組織復雜：任務分配
$ T, x3 G% G1 V跨學科的交流：術語的理解,，表達語言的差異,，解決問題的方法。
e% [! H- V5 ^; O3 n設計的過程模型(Pahl&Beitz): 任務說明：收集需求,，需求清單 概念設計：發(fā)現問題,，設計功能 具體設計：產品布局,、形狀等確定 細節(jié)設計：各零部件性能，材料選型,、畫圖,、產品文檔等
7 f" ^8 e6 g2 d3 n( qEyebot控制器: C和匯編直接編程 采集傳感器的模擬量數字量信號 模擬量數字量信號輸出給執(zhí)行器 液晶顯示器 支持PC上C++編程，串口上傳 控制器BIOS的具體功能能直接簡單的編程 8 @% d; ~& l8 e
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3畢業(yè)生搞的Mako,，1.5m,，35Kg。2個PVC殼,，保護電氣件,，控制器，迷你PC等,，安裝在鋁架上,。4個螺旋槳推進器分別安裝在前后和左右兩側，聲納傳感器測量離墻面和地面的距離,。參加學校競賽,，泳池，達到5m,。
l$ X w9 c, a5 rUSAL潛艇：Mako缺點是膨松和重量重,，參加各種國際比賽不現實，太昂貴,。所以要做第二代更小更輕的AUV,。由于銷售不成功，USAL公司已經不存在了,。改造它來參加自動水下競賽,。任務列表等，由于作者專業(yè)在機械方面,，其他控制或通訊軟件等均用現成的或簡化功能,。 ) W; F8 s" R u9 Y; T: C
AUV的應用：
& ]. ^$ e, O X9 p3 H$ k海底地圖 地址采樣 長期監(jiān)測 潛艇板外傳感 水礦尋找和處理 船體監(jiān)測 核電廠視察 水下電纜檢查 6 K$ B; d/ g3 F7 C& B# |/ m
AUV形式：見圖5.2-1，7種,。幾個推進劑幾個方向舵的問題,。其中第5種流體阻力小，常用于商業(yè)的AUV,。
$ s( ]" k+ y+ R4 Y5.3AUV的物理性質 1,、坐標系 2、浮力,、穩(wěn)定性 3,、壓力，33頁第1行,，106 Pa后面是否應該是10atm,？每10m增加1個大氣壓,。競賽不要求深于5m。 4,、阻力,，和海水密度、AUV動作速度,、面積及阻力系數有關,。對于復雜形狀的AUV，面積和阻力系數不能通過表查出,，需要通過實驗或數值分析工具得出,。和速度成平方的關系，所以一般AUV一般都是低速,。形狀平滑可以降低面積和阻力系數當量,。 $ ^3 I' `" Z- M" t& \5 `$ J- K" \
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6、功能結構 6.1 機電系統(tǒng)功能建立功能模型的動機 6.2 AUV功能結構的發(fā)展 相當于任務的劃分,。
]- [5 u7 V- `0 I3 ^7,、概念設計 對比Mako-AUV和USAL-潛艇。后者體積小,，低能耗,。通過比較，改變原設計,，綜合Mako-AUV的優(yōu)點,，在USAL中間加一部件，支持升沉運動,，并可安裝一些附加傳感器等,，但沒有改變原有船體。5種演變模式,，經過評估,，第3種得分最高。 7.3 執(zhí)行機構 控制方向舵用伺服電機：標準5V伺服電機,，需要減速箱,，方向舵正負30°工作,。 船尾螺旋槳用電動機：12V,，電動機通過功放板來驅動，有兩路信號,，一路速度,，一路方向。 升沉螺旋槳用電動機：這里提到大電流情況下考慮散熱問題,。 7.4 傳感器 聲納 GPS 壓力傳感器 激光測距 漿輪傳感器 熱線式和熱膜流速（風速）傳感器 陀螺儀 傾角器 皮托管 機電海流計 聲學多普勒傳感器 加速度計,，IMU慣性測量裝置
3 |1 k$ a" F! q' [6 @# r用來測壓力（得深度）,、位置、速度 7.4.2.1 壓力傳感器：測量深度 7.4.2.2 紅外距離傳感器：位置傳感器裝置（PSD）,，關于測量范圍的討論,，盲區(qū)怎么處理，怎么得到大范圍的PSD.范圍大的一般是模擬量的,，需要數模轉換裝置,。 7.4.2.3 數字式羅盤：角度的輸入輸出 7.4.2.4 速度傳感器：由于干擾，測量速度沒有什么好的辦法,。漿輪+鼠標的方案能實現,，則速度傳感器沒有必要了。 7.4.2.5 加速計：和速度傳感器的信號來共同計算AUV的速度和位置,。 7.5 更多的電氣件 7.5.1照相機 7.5.2 電池：驅動控制器和執(zhí)行器,，便宜的鉛酸電池 7.5.3 藍牙通訊：更新程序、發(fā)送傳感器數據,、遠程控制,。30CM以內 7.5.4 紅外傳感器：通過它可以通過標準電視遙控來控制AUV控制器 7 Q. _* I1 r, i
8 特定領域設計 8.1 機械設計 8.1.1 概括：體現設計：清楚、簡單,、安全和其他 8.1.2 AUV的機械設計：在確定了傳感器,、執(zhí)行器、電池,、控制器等后,，開始機械設計。 要求： 整重接近浮力 質心居中,，在電機的中軸線 質心盡可能低 體積中心在電機中軸線 升沉運動時的摩擦力合力應該在中間 8.2 電子設計 8．2.1 概括： 8.2．2 AUV的電子設計 ![]()
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圍繞著核心Eyebot控制器,。 8.3 軟件設計 8.3.1 概括：機電基礎做的越穩(wěn)定，軟件可以做的越簡單 8.3.2 AUV的軟件：對每個真實組件建立軟件類,，每個類里做些算法,。類構成了實現C++面向對象程序設計的基礎。 9 總結 設計方法在跨學科的使用,？ 接下來的工作,。
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發(fā)表于 2011-4-21 23:07:26
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樓主
發(fā)表于 2011-4-22 09:25:56
