这套水下作业装置的设计初衷,是面向近岸浅水环境的民用观测需求,覆盖水下结构巡检、近岸水域探查、水下拍摄辅助、小型水域搜救排查等多个实际场景,相比大型专业水下潜航器,它的整体结构更紧凑,部署门槛更低,普通操作人员经过简单熟悉即可完成下水操作,不需要配套大型吊装或者专业保障设备,单人即可完成携带、布放、回收全流程作业。
从结构布局来看,整套装置采用框架式承载设计,核心控制与供电单元被安置在密封防水舱内,也就是图中可见的透明密封盒结构,密封舱周边通过3D打印成型的黄色框架做刚性固定,框架上预留了多组标准安装孔位,既可以根据作业需求调整密封舱的固定位置,也能拓展搭载不同的功能模块,比如额外的照明组件、水质采样附件、机械抓取小结构件等,不需要对主体框架做二次加工就能完成功能拓展,这种模块化的设计思路,能让同一套主体平台适配不同的作业任务,减少重复设计的工作量。
动力单元采用对称式布局,图中可见的橙色筒状结构为水下推进器,分别布置在框架的两侧与下部位置,不同位置的推进器分别负责水平进退、转向、升沉三个维度的动力输出,推进器与框架之间通过减震连接座固定,能减少推进器运转时的震动传递到密封舱与搭载的摄像设备上,避免拍摄画面出现抖动,也能降低震动对舱内电子元件的长期疲劳影响。框架侧方预留了运动相机的专用安装位,也就是图中右侧的透明防水壳固定位置,安装位的角度可以通过锁紧旋钮做小范围调整,满足不同拍摄视角的需求,不需要额外加装拓展支架就能完成摄像设备的固定。
从安装边界与尺寸控制来看,整套装置的外轮廓尺寸控制在300毫米级别的范围,整体重量控制在2千克以内,不需要特殊的运输容器,普通双肩包即可完成携带,框架的所有边角都做了圆弧过渡处理,下水和回收过程中不会剐蹭操作人员或者周边物体,也能减少水下航行时的勾挂风险。密封舱的密封采用硅胶圈压紧式结构,舱盖与盒体之间通过多组均匀布置的卡扣提供压紧力,能满足浅水环境下的防水要求,舱内预留了电池、控制板、通信模块的安装位,各个元件之间通过走线槽整理线路,避免航行过程中线路晃动干扰元件工作,也方便后期的维护与元件更换。
设计过程中重点考虑了装置的平衡性,整套设备的重心被设计在浮心的正下方位置,下水后能自动保持水平姿态,即使推进器暂时停止输出,装置也不会出现侧翻或者倒扣的情况,降低了操作人员的控制难度。框架上的所有安装孔位都采用统一的孔距标准,不同功能模块之间可以快速互换,比如需要提升续航时,可以更换更大容量的电池舱,不需要改动主体框架的结构;需要执行水下采样任务时,可以将侧方的相机安装位替换为小型采样容器固定座,整个替换过程只需要松紧几颗固定螺丝即可完成,不需要复杂的调试。
推进器的选型匹配了整体的重量与水阻特性,在保证足够推力的前提下控制了运转电流,配合常规的锂电池组可以实现数十分钟的连续作业,满足近岸浅水环境下的短距离探查需求。推进器的导流罩与螺旋桨都采用一体化成型结构,减少了水下运转时的紊流,既提升了推进效率,也能避免螺旋桨缠绕水中的水草、细线等杂物,降低水下故障的概率。整套装置的结构件大部分采用轻量化的塑料材质成型,既控制了整体重量,也避免了金属材质长期接触水体出现的腐蚀问题,后期维护只需要检查密封件的老化情况、推进器的运转顺畅度即可,维护成本远低于专业级的水下潜航设备,适合民用场景下的高频次、低强度使用需求。
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- 系统要求: Autodesk Inventor,Rendering
- 软件分类: 机器人













