ARAPAIMA框架式水下自主探测机器人

　　这款水下探测设备采用开式桁架承载结构，主体框架选用红色硬质工程材质加工成型，通过多根横向支撑连杆构成稳定的笼式承载空间，框架边角处做圆弧过渡处理，避免水下航行时勾挂水草、缆绳等障碍物，同时降低流体阻力。核心承压舱为圆柱形密封结构，横向布置在框架中心位置，舱体两端采用端盖密封结构，可容纳控制板卡、供电模块、核心运算单元等电子元器件，承压舱的安装位置经过重心配平计算，确保设备整体浮心与重心在同一竖直线上，水下航行时不会出现侧翻、俯仰失衡的问题。

　　设备共布置六个推进器，分别安装在框架的上下、前后、左右六个方位，可实现进退、侧移、升沉、转向全自由度的水下运动控制，推进器采用防水密封设计，安装座与框架通过螺栓刚性连接，连接处设置减震胶垫降低推进时的震动传递，避免震动影响舱内传感器的测量精度。框架上预留了多个传感器安装位，可根据作业需求搭载图像采集模块、惯性测量单元、模拟水压传感模块等不同探测组件，图像采集模块可实时采集水下画面，识别水下障碍物、目标探测物，惯性测量单元可实时反馈设备的姿态角度、加速度参数，模拟水压传感模块可通过水压换算当前设备所处的水下深度，多传感器数据通过舱内的控制单元融合处理，结合路径规划算法可实现自主避障、最优路径航行，无需人工全程操控即可完成预设的水下探测任务。

　　从实际应用场景来看，这类设备可适配近海水下结构检测、内陆湖泊水文探测、水下管线巡检、浅水区域搜救排查等多种作业场景，开式框架结构的设计一方面降低了设备整体重量，便于岸边投放与回收，另一方面也方便后期对推进器、传感器、承压舱等部件进行维护更换，无需拆解整体结构即可单独拆卸故障部件。设备的整体外轮廓尺寸控制在小型便携级别，可通过单人携带完成岸边投放，适配小型作业艇、岸边浅滩等多种投放场景，框架外侧没有突出的尖锐结构，在水下穿过渔网、礁石缝隙时不会出现卡滞问题。

　　在结构设计逻辑上，这款设备没有采用一体化密封外壳的方案，而是选择开式桁架加独立承压舱的组合形式，核心原因在于水下作业时设备需要搭载多种外置传感器，开式结构可方便传感器直接接触水体环境，避免外壳遮挡影响测量精度，同时开式结构的流体阻力特性更适合低速水下航行，推进器的动力利用效率更高。承压舱的密封采用径向密封加端面密封的双重密封结构，可满足数十米水深的密封承压需求，舱体与框架之间通过抱箍结构连接，可根据不同的作业需求快速更换不同长度的承压舱，适配不同容量的电池组或不同的控制模块，拓展设备的续航时长与功能边界。

　　设备的控制架构采用分布式通信设计，各个推进器、传感器通过内部通信总线与核心控制单元连接，核心控制单元可实时获取各个部件的运行状态，调整推进器的输出功率，结合传感器反馈的环境数据调整航行姿态，在遇到水流扰动时可快速调整推进器出力，保持设备的位置稳定，便于定点开展探测作业。框架上还预留了外置载荷安装位，可根据作业需求加装小型机械抓取机构、水样采集装置等附加模块，拓展设备的作业能力，从水下探测拓展到简单的水下采样、轻量作业场景。

　　从安装边界来看，设备所有外置部件均不超出框架的外轮廓范围，存放、运输时可直接放置在标准尺寸的设备箱内，无需额外的防护结构，推进器的保护罩与框架连为一体，搬运过程中不会因为磕碰损坏推进器桨叶。设备的供电模块集成在承压舱内部，采用防水接插件与外部推进器、传感器连接，接插件位置均高于设备的最低吃水线，即使在水面漂浮状态下也不会出现接插件进水的问题。整体结构的受力经过仿真校核，框架的承载强度可满足水下投放、回收时的冲击载荷要求，在水流速度不超过两节的作业环境下可保持稳定航行，不会出现结构变形、部件松动的问题。