1.4 本章小结 

本章论述了水下无人潜航器UUV的历史、发展过程及发展趋势，提出各个国家的 研究现状。并介绍了水下无人潜航器控制系统的组成与结构，指出其硬件的组成，选 择和软件的结构体系设计。 

第二章 水下无人潜航器系统总体设计 

2.1 引言 

考虑到水下机器人的特殊的作业条件，因此UUV机械结构设计要求比普通机器更 为复杂，要求必须全面考虑到水中随时出现的突发状况，对UUV航行和性能带来的干 扰。通常来说，要求在系统外形时需要考虑下面的规则： 

(1)足够小的阻力，阻力太大影响运动； (2)足够大的强度，当水下机器人下水工作时，随着下潜的深度变化，压强也在变化，需要保证UUV在下潜到预定深度时不至于损坏； (3)由于需要装载其他相关部件，合理地使用空间显得十分重要，确保UUV的整体平衡； 

(4)涉及到在水下使用，重量也是需要关注的点，尽可能的轻巧；UUV最终的目的 是在水中完成相应的任务，水的阻力对其运动的影响是无法忽视的一点，设计的重中 之重是减小阻力。 

2.2 UUV 壳体及其结构设计 

UUV壳体分为头部曲线段、中部圆柱段、尾部曲线段和尾部圆锥段4段[ 7 ] ,各 段UUV壳体的数学建模由战术指标及全雷外形总体尺寸作为外部参数输入。其中头部 曲线段、尾部曲线段和尾部圆锥段都可以经过中部圆柱段变形计算得到,在此选择典 型的中部圆柱段进行设计,如图2-1所示。 

图2-1 UUV中部圆柱段壳体结构图 如图1所示,采用T型肋骨加强的UUV壳体结构设计参数有6个,分别为: t代表壳板厚度; l代表肋骨间距; t1 , l1 , t2 , l2 为肋骨截面的相关几何参数。

2.2.1壳体强度 

等间距环肋加强圆柱壳体是UUV壳体结构中的主要形式,圆柱壳体受到均匀侧向 外压力和轴向压力的联合作用,产生对称于轴线的变形,最终可能导致破坏。本文中在 计算强度时采用相关经验公式