水下自主作业蝠鲼构型AUV机器人结构

这款水下自主航行器采用仿生蝠鲼的整体构型布局，核心面向近岸浅水域的水下巡检、目标拾取类作业场景设计，适配SAUVC赛事的水下作业任务要求，可在受限的水下空间内完成多维度机动、目标识别、物体抓取等系列动作。整套设备的夹具机构采用单伺服系统作为动力输出核心，通过连杆传动结构实现推球动作，同时搭配磁性夹具附件完成水下球形目标的拾取作业，磁性拾取端通过绳索固定在GoPro安装座位置，该安装座预留了通用运动相机的安装接口，可根据作业需求搭载视觉采集模块，为水下目标识别、路径规划提供视觉数据支撑。设备的浮力调节部分做了针对性优化，原始设计版本需要搭配泡沫材料才能实现中性浮力状态，优化方向明确指向不锈钢材质部件的总面积缩减，通过将不锈钢构件的总面积削减一半左右，配合不同密度的浮力材料填充，可实现整机在水中的重力与浮力平衡，无需额外挂载大体积浮力块即可达到中性浮力状态，大幅降低水下航行时的水流阻力，提升机动灵活性。整机的推进系统采用多推进器分布式布局，在机体的多个方向布置小型推进单元，可实现进退、横移、转向、定深等多自由度的运动控制，推进器的安装位置经过流体仿真验证，可有效减少推进流场之间的互相干扰，提升动力输出效率。设备的顶部设置了状态警示模块，采用红色警示件搭配深色基座，可在设备出水或者水面航行时提供明显的视觉标识，方便操作人员快速定位设备位置。机体的外壳采用多段式拼接结构，内部预留了控制板、电池、传感器等电子元器件的安装空间，各舱段之间设置密封结构，可满足浅水域作业的防水要求，外壳的曲面造型参考蝠鲼的生物外形，在降低航行阻力的同时，可提升设备在水下的姿态稳定性，减少水流扰动带来的姿态偏移。设备还配套设计了定制化的外观标识结构，采用红色TPU印刷工艺制作标识件，可通过熨烫方式固定在配套的操作人员Polo衫上，实现赛事场景下的队伍标识统一。从安装边界来看，整机的外形尺寸适配小型水下作业的投放要求，可通过单人手持完成投放与回收作业，无需借助大型吊装设备，适配岸边、小型船只等多种投放场景。内部的元器件安装采用模块化布局，各功能模块之间预留足够的布线空间，方便后期的维护与元器件更换，磁性拾取机构的磁力参数经过匹配调试，可稳定拾取指定重量的水下铁磁目标，同时不会因为磁力过大导致目标拾取后无法顺利释放，配合推球机构的动作，可完成目标的拾取、转运、放置全流程作业。整套结构的设计兼顾了赛事作业需求与实际水下巡检的功能拓展性，在完成赛事指定任务的基础上，可通过更换不同的作业末端、搭载不同的传感器模块，拓展至水下管道巡检、水下残骸搜寻、近岸水文数据采集等多个应用场景，机体的预留安装接口可兼容多种通用传感器的安装，无需对主体结构做大规模修改即可完成功能拓展。