基于X运动系统四轴水下作业平台的设计与制作*

马静囡，程惠能，赵颖娟，杜海梅，王子豪，彭 捷，关 超

(1 空军工程大学基础部， 西安 710000； 2 空军工程大学航空工程学院， 西安 710000)

0 引 言

随着近几年电子技术、人工智能技术、计算机技术的发展，智能水下机器人得到了越来越多的关注。水下机器人作为人类探索水下世界的工具，具有机动性好、安全性高、操纵性强等优点，世界各国都高度重视并持续开发水下机器人技术，在深海探测、海洋资源开发等方面都发挥了积极的作用。在民用方面，水下机器人还可完成深井施工、水下打捞、管道清淤等工作。在军事方面，水下机器人还可执行水下潜伏、水下监测、水下侦察等多项活动。可见，不论是民用还是军用，水下作业平台的发展都是不可或缺的一项技术[1-5]。

文中的水下作业平台运用了已经成熟的四旋翼无人机动力布局和PID自动控制进行设计，有着较高的机动性和灵活性，并且在密闭舱中还有较大空间可供完成不同功能时的进一步开发及应用。

1 整体系统设计

1.1 结构设计

该平台整体构型以四旋翼无人机为模板，把四旋翼在空中的飞行方式应用至水下，三维结构如图1所示。

图1 水下作业平台三维结构图

该水下机器人将四旋翼中的4个电机均匀分布在主水密舱中性层，运用理论力学知识对电机正反浆所产生的偏航力矩进行判断并设置电机位置，圆柱体的主水密舱能减小机器人航行时的阻力，两侧的副水密舱用于减小机器人自身的偏航力矩。……