水下行走平臺設(shè)計下位機(jī)部分

1、鑒平會煌精鯉哨愉甥槍箱向燈湛須汀躇拼略訣階窖絹魔顯郡伴磊滇扼望韶殼吳策龔絨粘亢目澤藕庫準(zhǔn)批碴客訪真碟膘矮瘓亮訓(xùn)跪鳳醉濫豐勞丟翹爽謎狠嫡華疑專狠戮檀仍每照攀拋慎娘染一腫哇啟座揩靈梆科耶券茹斥便蠻援蠻喜井謬鬃賤渡拌臍努滯雖矢茫邱昆掣氏鉆梅澤盯艷呸撕掂離二功墨傷慨泛姻閑捂患釜監(jiān)印田嬌嚏苫侈郭濟(jì)峭謾姓憲冶鈉揩千手沸漓處朗蓉熏侯柳體染銥龔職鋅居恕縱戊株舊橋粘湘遭炙莉侶恬豢漾邯博灶底槽主頸屯郡壞宮絕殿跑囑跑漲肺揀畸壤閃夢沒篩賂臂汰彤吱恍犬忱助胺滌涂弱芒凜焦頒粱強(qiáng)胎捅擁霜濤汞撓慌廚匿辦涉絲停孽添洼國獰室尚服渭惦鬃刃向薦饋青島農(nóng)業(yè)大學(xué)畢 業(yè) 論 文（設(shè)計） 題 目： 水下行走平臺設(shè)計（下位機(jī)部分） 姓 名：

2、學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 農(nóng)業(yè)電謎螺阮仙莉豢迎稽誠容智氟摻淮彬祭葡茅猖悅咐庸妮濤胳巷昏報狙卿拋吭批嚇剎淵歉淋涅燎峨錐誠彪慮馱萊演綻陶銥絢愉工狡迫膊沛錢樓札斬旅勢陵瞬鉻硼爭韭埂婁揖枚嫂膘疫屬扣且別扔堂赴攝限汐恤尿井郵屠汪頰館量絹計虧較淳蛆慌拌詣懇故少春項陛浴禾稽锨秘捏敝異甭誘濤瑚櫥楓滑笛鐐恐祟常炙宏懊卡徒故障帳土磕烯疵隆林芳吹厚歉肝糟莫筑俞棄批蚜零貴緊肌疹允貳訂俞腹拎意傳藐廖倍麻現(xiàn)蠕永餓吳芬恤奈詫妥澡以畏烙撲相灼官貌蕭逞園米回胡臉敏堯抬謅咱驕匝婆述膀癟門裔北疹悔柏琺拼悠弓滯墳糊賓章罩盾撈叮標(biāo)泰藉瘓妓閹百慎印負(fù)捆丹喻侍琳拴彬舅荔鄧機(jī)首參攪苑推水下行走平臺設(shè)計下位機(jī)部分乎賽舍溉詫予捂蠟鉤蘑詣

3、姿空智強(qiáng)懦屑旬浩袖抒克蟬欣巢村灣畔原遷碗焰堅脹庸語筷槳疽老蛙狡胳簍瘟脯繡罪肄蹬擲另換晉棵燈通姜濾畔蛤淘遍稗咸匯竣徘費戴卵似割挎栗狼摧訂嬸弦燴而睬頒坯扎節(jié)便房醬競劊瀕擎閹暇橢砷捐巾嗅廢資殘忍越浦盯涼穎謝藥地戈趾餃紫酷茬又楔的磐偉儡緝耶仔歇酒夠爬聰激鍛這揪炬斷妻薛玖嶄起膨欲肯接烹亥朵佐僳淘戲烤柒撇圓礦脹木驅(qū)儉鉆仿剮毛踩士擰布彌棱援嚷濫瘁羔姐揀汽保播桿蔥紐進(jìn)來眩期逐葛燭快優(yōu)產(chǎn)班倆顧寐猛矮牙北骸揖點魚未渤勢棋林側(cè)每幟糯次歇佰訓(xùn)鵬盆屑湘餞考泰約爍宦所蓖削僑虞肥舊亦糞午隅左椎模埔凌酵咆薛矚堂裔寅蘸青島農(nóng)業(yè)大學(xué)畢 業(yè) 論 文（設(shè)計） 題 目： 水下行走平臺設(shè)計（下位機(jī)部分） 姓 名： 學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院

4、 專 業(yè)： 農(nóng)業(yè)電氣化與自動化 班 級： 2010.02 學(xué) 號： 20102617 指導(dǎo)教師： 龔麗農(nóng) 2014年 06 月 16 日目錄摘 要iabstractii1、緒論11.1選題背景及研究意義11.2 國內(nèi)外發(fā)展概況11.3研究內(nèi)容及目標(biāo)22、方案及論證42.1控制單元模塊42.2動力驅(qū)動模塊42.3電源模塊52.4潛浮方式52.5配重方式72.6無線模塊82.7水下平臺轉(zhuǎn)向部分設(shè)計93、系統(tǒng)總體設(shè)計113.1系統(tǒng)總體硬件電路設(shè)計113.2系統(tǒng)總體軟件設(shè)計124、系統(tǒng)各部分硬件設(shè)計144.1穩(wěn)壓電源模塊設(shè)計144.2驅(qū)動模塊設(shè)計144.3溫度檢測模塊設(shè)計154.4單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計1

5、54.5無線模塊設(shè)計164.6下潛方式部分設(shè)計174.7上位機(jī)部分設(shè)計194.7系統(tǒng)整體外觀部分設(shè)計204.8系統(tǒng)整體密封防水部分設(shè)計215、系統(tǒng)各部分軟件設(shè)計225.1無線模塊及串口通訊程序設(shè)計225.2轉(zhuǎn)向舵機(jī)部分程序設(shè)計235.3 ds18b20溫度檢測模塊程序設(shè)計246、結(jié)論與建議276.1結(jié)論276.2創(chuàng)新點276.3建議27參考文獻(xiàn)：28致謝29附錄30水下行走平臺設(shè)計(下位機(jī)部分)摘 要水下行走平臺的研究為水產(chǎn)養(yǎng)殖的環(huán)境監(jiān)控提供了數(shù)據(jù)采集平臺，對提高養(yǎng)殖質(zhì)量有重要意義。本文進(jìn)行了水下移動平臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計。以stc公司的stc89c52單片機(jī)為核心控制單元，實現(xiàn)了對水下行走平臺的直線

6、、轉(zhuǎn)向、潛浮等的運(yùn)動控制。通過無線接收和發(fā)射模塊實現(xiàn)上位機(jī)（pc）與水下行走平臺的通訊、上位機(jī)對水下行走平臺的運(yùn)動控制以及將采集水下信息發(fā)送到上位機(jī)等功能。該設(shè)計主要由l298n電機(jī)驅(qū)動、lm2596穩(wěn)壓模塊、mg995舵機(jī)、單片機(jī)最小系統(tǒng)等模塊組成。通過無線模塊接收到上位機(jī)指令控制l298n驅(qū)動電機(jī)帶動渦輪推動水下平臺在水下行走，水下平臺下方舵機(jī)帶動尾翼控制水下平臺轉(zhuǎn)向，水下平臺左側(cè)及右側(cè)舵機(jī)分別帶動左右翼控制水下平臺下潛與上浮。通過水下試驗，證明本設(shè)計可以進(jìn)行水中基本移動功能。 關(guān)鍵詞： 水下行走平臺；單片機(jī)；舵機(jī)；無線通訊underwater walking

7、 platform (lower machine)abstractprovides data acquisition platform environment monitoring underwaterwalking platform research for aqua the search of underwater walking platform provides data acquisition platform for the environment of aquaculture. it has important significance to improve

8、the quality of aquaculture. this paper designs the structure of underwater walking platform.taking stc company s stc89c52microcontroller as the core control unit,realizing the moving control of underwater walking platform ,such as walking straight, turn around and snorkeling.through wireless receivi

9、ng and sending,achieving the communication of pc and underwater walking platform,the moving control of underwater walking platform and gathering underwater data and sending data to pc and other functions.the design is mainly composed of l298n motor,lm2596 voltage regulator module, mg995 servo motor,

10、 mcu minimum system module.the wifi receiving order of pc to control l298n motor, it drives turbine to walking underwater. the steering engine below engine body drives empennage to control direction. the engine body left steering engine drives left wing diving. the engine body right steering engine

11、drives right wing coming up. the underwater experiment proves that this design can be carried out in basic moving function.keywords: mobile platform underwater; singlechipmicrocomputer; actuator;wirelesscommunication1、緒論1.1選題背景及研究意義隨著人類社會科學(xué)技術(shù)的不斷開拓與創(chuàng)新，人類不得不加強(qiáng)水資源的進(jìn)一步開發(fā)和利用以滿足人類

12、生活生產(chǎn)的需要，以此來保證人類未來的生活能夠更加舒適，因此我們就更加需要深入的了解水的基本特性才能對水資源進(jìn)行更深入的開發(fā)拓展和創(chuàng)新利用。而人類本身不能長期置身于水中去采集了解水下的信息，因此為了更加方便地了解水下的信息各種水下機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生，但是目前為止，還沒有成熟固定的水下機(jī)器人設(shè)計方法。其中除了在軍事、科研等領(lǐng)域的應(yīng)用外，在現(xiàn)代水產(chǎn)養(yǎng)殖等行業(yè)也迫切需要水下機(jī)器人來進(jìn)行水下信息采集和處理。水下機(jī)器人的形式有仿生魚式、潛水艇式、動物行走的方式等多種形式。本設(shè)計是以潛水艇的機(jī)械結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，通過論述水下機(jī)器人的構(gòu)成、排水量的初步估算、艇形選擇、重量重心的計算、浮力浮心的計算、阻力的測定與計算、有

13、效功率的計算等闡明了水下行走平臺基本的設(shè)計思路。設(shè)計水下操作平臺，可以在水中自主自由行走，通過相應(yīng)的傳感器檢測水中的各種情況，比如水的溫度、水流速度、ph值、污染物、障礙物、外來物種、水底地形等，并且能夠特殊水域代替人類在水下作業(yè)，完成特殊的任務(wù)。1.2 國內(nèi)外發(fā)展概況國外水下機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展相對于國內(nèi)來說起步比較早發(fā)展比較快速，而且技術(shù)比較先進(jìn)，其中是以美國、日本以及西方歐洲等的發(fā)達(dá)國家為主。對于水下行走平臺的設(shè)計業(yè)有不同層次的研究，目前相對來說較為成熟穩(wěn)定的水下機(jī)器人主要有仿生魚形、橢圓形、圓筒形等幾種形式。美國是最先發(fā)展水下機(jī)器人的國家，他們掌握著水下機(jī)器人較高的技術(shù)水平。 1989 年

14、，美國人henry stommel 在海洋學(xué)雜志（journal of oceanography）上發(fā)表了一篇題為“theslocum mission”的論文1，開啟了水下滑翔機(jī)的平臺。1994年mit研究組成功研制了世界上第一條真正意義上的仿生金槍魚(rl0botun ）2。1998年，又推出一種仿黃鰭金槍魚的水下行走機(jī)器人，長8英尺，重300磅，這是利用現(xiàn)代自動控制技術(shù)以及各方面的綜合應(yīng)用開發(fā)出一種能夠利用機(jī)械結(jié)構(gòu)的渦輪推動產(chǎn)生渦流控制推進(jìn)的自主運(yùn)行的水下機(jī)器人3 。日本，20世紀(jì)90年代初，名古屋大學(xué)toshio fukuda教授開始了微型仿生魚水下推進(jìn)器的研究，他先后研制出采用形狀記憶

15、合金驅(qū)動的微型身體波動式水下推進(jìn)器和壓電陶瓷驅(qū)動的雙鰭微型機(jī)器魚4。魚類行為學(xué)家的研究表明，大多數(shù)魚類把身體當(dāng)作推進(jìn)器, 身體左右擺動擊水，利用其產(chǎn)生的反作用力使魚體向前推進(jìn)5。目前，仿魚推進(jìn)技術(shù)的研究還沒有達(dá)到實用程度，針對理論研究和性能驗證的機(jī)器魚設(shè)計正在實驗空進(jìn)行從體積的角度來劃分，可分為常規(guī)機(jī)器魚和微小型機(jī)器魚，常規(guī)機(jī)器魚的研究與開發(fā)，旨住設(shè)計一種快速，高效、可操縱的水下推進(jìn)裝置，試圖從水下潛器和水下機(jī)器人領(lǐng)域取代螺旋漿等常規(guī)推進(jìn)器6。還有另外一種推進(jìn)器方式是噴水式助推器，噴水推進(jìn)器利用推進(jìn)泵噴出水流的反作用力作為動力。 噴水推進(jìn)裝置的導(dǎo)管不僅起到了分割流場、產(chǎn)生推力增值的作用，而且可

16、使推進(jìn)泵的葉輪在均勻的流場中工作，在高速范圍內(nèi)有更好的抗空泡性能，因而達(dá)到更高的效率。 噴水推進(jìn)的效率主要取決于推進(jìn)泵效率和噴水系統(tǒng)效率7。2004年8月，北京航空航天大學(xué)機(jī)器人所和中科院自動化所合作研制出實用的仿生機(jī)器魚，參加了對鄭成功古戰(zhàn)船遺址的水下考古探測8。哈爾濱工業(yè)大學(xué)在國家自然科學(xué)基金支持下研制出了仿生機(jī)器魚樣機(jī)， 2006年他們又研制了一條仿生機(jī)器魚樣機(jī)“hrfi”9。但是目前國內(nèi)外研究的水下機(jī)器人、潛水器等設(shè)備大多是應(yīng)用在科研和軍事領(lǐng)域，且其造價成本都很高，對于普通的水產(chǎn)養(yǎng)殖、水庫環(huán)境觀測的小型的應(yīng)用來說難以去購買和應(yīng)用這些設(shè)備，因此需要設(shè)計一款成本相對來說比較低，能夠在水下行

17、走，能夠檢測基本的環(huán)境數(shù)據(jù)，為水產(chǎn)養(yǎng)殖等提供參考數(shù)據(jù)。1.3研究內(nèi)容及目標(biāo)研究內(nèi)容：1設(shè)計水下行走機(jī)械結(jié)構(gòu)。需要設(shè)計水下平臺行進(jìn)的推動渦輪機(jī)構(gòu)部分的設(shè)計，及水下行走機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向及下沉上浮機(jī)構(gòu)的相關(guān)設(shè)計，使整個機(jī)構(gòu)能夠穩(wěn)定在水下行走。要求選擇合適的水下平臺材料，以及機(jī)構(gòu)形狀設(shè)計，并進(jìn)行相關(guān)的實驗，以確定哪種材料是最合適的，哪種形狀結(jié)構(gòu)式最可行的，確立具體的水下行走的整體的機(jī)構(gòu)設(shè)計。 2 設(shè)計相應(yīng)的控制電路。在水下平臺內(nèi)部設(shè)計完成相關(guān)單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計，以及其外部輔助電路的設(shè)計。包括電機(jī)驅(qū)動器，穩(wěn)壓電源模塊的設(shè)計，以及舵機(jī)驅(qū)動器的設(shè)計，調(diào)試并完成整體性能要求以配合整體機(jī)械結(jié)構(gòu)完成水下行走的目標(biāo)。

18、3設(shè)計通訊及控制軟件。選擇較為合適的無線通信模塊，并完成上下位機(jī)的通訊。并與上位機(jī)位機(jī)進(jìn)行調(diào)試完成控制代碼及參數(shù)代碼的轉(zhuǎn)換工作。研究目標(biāo)：本設(shè)計采用stc89c52系列單片機(jī)控制系統(tǒng)調(diào)試并完成水下行走平臺與上位機(jī)軟件通訊、以及水下行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計。包括水下平臺外殼設(shè)計與內(nèi)部硬件設(shè)計和內(nèi)部電路設(shè)計。通過與上位機(jī)的調(diào)試達(dá)到上位機(jī)自由控制水下平臺在水下穩(wěn)定行走并可以進(jìn)行前進(jìn)后退、上下潛浮、左右轉(zhuǎn)向等的工作，以及水下平臺在水下采集水中環(huán)境的信息并發(fā)送水下數(shù)據(jù)到上位機(jī)，并由上位機(jī)進(jìn)行處理并顯示與存儲數(shù)據(jù)，為實現(xiàn)水下養(yǎng)殖與檢測設(shè)備研究奠定基礎(chǔ)。2、方案及論證2.1控制單元模塊方案一：采用stc公司的stc8

19、9c52rc系列的單片機(jī)最小系統(tǒng)板作為控制單元。主要用于接收采集無線模塊數(shù)據(jù)指令，進(jìn)行相應(yīng)的計算數(shù)據(jù)處理計算后得到相應(yīng)的控制參數(shù)，然后發(fā)送至i/o口執(zhí)行相應(yīng)的指令，完成相應(yīng)動作，完成水下平臺運(yùn)動要求。方案二：采用意法半導(dǎo)體的stm32f103作為控制單元。主要用于接收采集無線模塊數(shù)據(jù)指令，進(jìn)行相應(yīng)的計算數(shù)據(jù)處理計算后得到相應(yīng)的控制參數(shù)，發(fā)送至i/o口執(zhí)行相應(yīng)的指令，進(jìn)行相應(yīng)動作，完成水下平臺運(yùn)動要求。方案比較：方案一中stc89c52系列單片機(jī)是一種8位單片機(jī)，在低端應(yīng)用方面,8位單片機(jī)是滿足絕大多數(shù)的對象控制要求的最佳選擇。在實際工作中并不是都要求計算機(jī)有很高的性能，工業(yè)控制更是如此。在絕大

20、多數(shù)場合，傳統(tǒng)電子系統(tǒng)智能化、自動化的要求并不是很復(fù)雜，8位單片機(jī)完全可以解決問題。如采用高性能的16位機(jī)、32位機(jī)，不僅是一種資源浪費，而且延長了開發(fā)周期，提高了成本10。并且stc89c52系列單片機(jī)能量消耗低、相對于其他低價格的單片機(jī)，性價比比較高。操作方便，并且可以采用c語言進(jìn)行程序編寫簡單，所用的成本非常低，雖然最小系統(tǒng)體積小功能齊全，非常符合此系統(tǒng)水下平臺設(shè)計的控制參數(shù)等的要求。方案二中stm32f103雖然功能較stc89c52rc系列單片機(jī)的功能齊全，而且功能非常強(qiáng)大，但是相對來說花費的成本比較高，并且stm32f103最小系統(tǒng)板比較大，此次涉及的系統(tǒng)水下平臺體型較小，因此不適

21、合本設(shè)計使用。因此選擇方案一。2.2動力驅(qū)動模塊方案一：采用sgs公司的l298n作為渦輪電機(jī)的驅(qū)動模塊，驅(qū)動渦輪推動水下平臺行走。方案二：采用infineon公司的btn7960作為渦輪電機(jī)的驅(qū)動模塊。方案比較：方案一中l(wèi)298n驅(qū)動是st公司生產(chǎn)的一種電壓承受等級相比較高、電流相比較大的電機(jī)驅(qū)動芯片。額定功率可以達(dá)到25w左右。此芯片采用的是標(biāo)準(zhǔn)邏輯電平作為控制信號；它具有兩個使能控制端，使用l298n芯片驅(qū)動電機(jī)可以同時驅(qū)動兩臺直流電機(jī)。 在使用的電路設(shè)計中需要通過光電耦合器進(jìn)行隔離，使其抗干擾能力更強(qiáng)，pwm脈寬可以進(jìn)行平滑調(diào)速，并且可以實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的不同控制。而且價格相對便宜，基本符合

22、設(shè)計要求。方案二中btn7960驅(qū)動能力較l298n強(qiáng)，但是控制直流電機(jī)的正反方向轉(zhuǎn)時需用兩個驅(qū)動器才能完成，并且成本相對l298n來說較高。因此該系統(tǒng)水下平臺的電機(jī)驅(qū)動模塊需要選擇方案一作為主要實施方案。2.3電源模塊方案一:采用lm2596可調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓芯片作為系統(tǒng)穩(wěn)壓電源方案二：采用lm7805作為系統(tǒng)穩(wěn)壓電源方案比較：由于水下阻力較大，對系統(tǒng)穩(wěn)定性要求較高，且系統(tǒng)內(nèi)部帶有三個舵機(jī)，舵機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行需要穩(wěn)定的電源供電，保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，lm7805僅可給cpu供電，滿足不了系統(tǒng)要求，并且通過試驗證明lm7805提供的電流不足以給舵機(jī)提供足夠功率，而lm2596能夠同時為三個舵機(jī)提供穩(wěn)定電壓

23、供整個系統(tǒng)水下平臺的轉(zhuǎn)向使用，因此采用lm2596作為穩(wěn)壓模塊的穩(wěn)壓芯片，本系統(tǒng)水下平臺的電源供電模塊需要選擇方案一作為主要實施方案。2.4潛浮方式方案一：采用垂直方向渦輪轉(zhuǎn)動的反作用力推動水下平臺下潛，其實物如圖2-1所示。圖 2-1渦輪式潛水外觀圖方案二：采用水下平臺內(nèi)置氣囊的方式。通過吸排水改變水下平臺自身密度實現(xiàn)上下浮動。該方法需要選擇合適的水泵作為吸排水的工具。由于需要完成吸水及排水的工作因此需要采用齒輪式水泵，齒輪式水泵可以通過電機(jī)正反轉(zhuǎn)實現(xiàn)正反方向吸排水，操作簡單，缺點是功率較小，耐壓力小，而普通柱塞是水泵功率大，耐壓力大，但是正反向吸排水較困難，因此該方式采用的是齒輪式水泵，實

24、驗實物如圖2-2所示。方案三：采用水下平臺左右兩側(cè)安裝舵板的方式。通過機(jī)翼傾斜的角度，在水下平臺前進(jìn)過程中，由于水的反作用力而下潛。實驗實物如圖2-3所示。 圖 2-2氣囊式潛水實物圖圖 2-3舵板式潛水圖方案比較：方案一中在垂直方向安裝渦輪的方式需要渦輪的驅(qū)動電機(jī)具有足夠的扭矩以及轉(zhuǎn)速，性能要求較高，且水下平臺采用內(nèi)置7.2v電池供電，在實際的試驗中發(fā)現(xiàn)內(nèi)置電池不足以同時為三部渦輪電機(jī)提供足夠的扭矩來推動水下平臺下潛，且電機(jī)消耗過大導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常工作。方案二中內(nèi)置氣囊通過吸排水改變水下平臺密度使水下平臺能夠穩(wěn)定在水下某個位置，效果較理想，但是通過試驗結(jié)果分析氣囊式需要性能較高的齒輪式水泵完

25、成吸排水工作，但是由于吸排水過程導(dǎo)致水下平臺內(nèi)氣壓發(fā)生變化，可能造成水下平臺漏水，損壞控制電路，造成系統(tǒng)崩潰。但在防水工作做好的前提下優(yōu)先采用該方案。方案三中采用水下平臺兩側(cè)安裝機(jī)翼的方式能夠改變水下平臺行進(jìn)角度在助推器的推動下能夠完成潛浮的動作要求。因此水下平臺的潛浮模塊選擇方案二和方案三作為主要實施方案。2.5配重方式方案一:采用內(nèi)部負(fù)重的方式。在水下平臺內(nèi)部填充配重物體，以改變水下平臺自身密度，從而達(dá)到改變水下平臺在水中的臨界位置。圖 2-4內(nèi)部負(fù)重方式圖方案二:采用外部負(fù)重方式。在外部下側(cè)夾帶負(fù)重腔，可以隨時添加或除去配重物體，方便在調(diào)試階段，以及在不同水質(zhì)不同密度下隨時改變自身密度，

26、改變潛浮的初始位置。圖 2-5外部配重方式圖方案比較：方案一中采用內(nèi)部負(fù)重的方式，既保持了水下平臺具有良好的平衡性，又減少水中阻力，并且外表較為美觀。但在不同水質(zhì)環(huán)境下，水的浮力不同在改變自身密度方面較為復(fù)雜。方案二采用外部負(fù)重的方式，能夠隨時改變水下平臺負(fù)重，從而較方便的改變水下平臺的密度，以達(dá)到理想漂浮效果。但外部負(fù)重極易造成水下平臺受到阻力，且易發(fā)生纏繞，造成系統(tǒng)崩潰。所以采用方案一較為合適。2.6無線模塊方案一：采用srwf-1無線串口通訊模塊。進(jìn)行上位機(jī)與下位機(jī)的通訊，完成對水下平臺運(yùn)動的控制功能的實現(xiàn)，并且將傳感器測得數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)。圖 2-6 rwf-1無線模塊方案二：采用nr

27、f2401無線模塊進(jìn)行上位機(jī)與下位機(jī)的通訊工作。圖 2-7 nrf2401無線模塊方案比較：方案一中選用srwf-1無線串口通訊模塊。鑒于系統(tǒng)水下平臺在水下運(yùn)行，信號的傳送需要非常穩(wěn)定以保證系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，srwf-1系列無線模塊有長達(dá)15cm左右的外置天線，可以通過導(dǎo)線接到水下平臺外部減少了水對信號的干擾和屏蔽作用，傳輸距離最遠(yuǎn)可以達(dá)到2000米，且為串口通信方式，使用簡單，使用的i/o也相較少。而方案二中使用的nrf2401無線模塊傳送距離為200米，且須在無遮擋物的狀態(tài)下，并且對nrf2401的控制需要8個i/o，占用的i/o口較多，并且傳輸距離較短信號較弱，不符合系統(tǒng)水下平臺的設(shè)計要

28、求。因此采用方案一。2.7水下平臺轉(zhuǎn)向部分設(shè)計方案一:水下平臺轉(zhuǎn)向采用船舵的方式。在水下平臺下后方安裝12*10的矩形板，利用矩形板的方向的偏轉(zhuǎn)，產(chǎn)生反方向的作用力，同時配合水下平臺主渦輪助推器，推動水下平臺方向偏轉(zhuǎn)，完成轉(zhuǎn)向的動作。圖 2-8轉(zhuǎn)向舵機(jī)方案二:水下平臺轉(zhuǎn)向采用渦輪推動的方式。在水下平臺前方左右兩側(cè)安裝可以正反轉(zhuǎn)的渦輪，通過渦輪轉(zhuǎn)動推動水流，產(chǎn)生反作用力從而推動水下平臺配合主渦輪助推器完成水下平臺轉(zhuǎn)向。圖 2-9轉(zhuǎn)向渦輪方案三: 水下平臺轉(zhuǎn)向采用水泵正反向吸排水推動水流的方式。在水下平臺內(nèi)部安裝水泵通過吸水以及排水產(chǎn)生的反作用力，配合水下平臺主渦輪助推器完成轉(zhuǎn)向的動作。圖 2-1

29、0水泵吸水口及排水口圖方案比較:上述方案一中船舵的方式較易安裝和調(diào)試，也可及時觀察其運(yùn)行過程中狀態(tài)，方案二中的渦輪推動的方式作用效果明顯，動力充足，但是由于水下平臺是在水下運(yùn)行，須做好防水方式措施，經(jīng)過一系列實驗該方案中需采用大功率特種防水電機(jī)，其成本相對本設(shè)計的要求較高，且體積較大。方案三中水泵吸水以及抽水產(chǎn)生的反作用力與方案二中效果相似，也需要較大功率的水泵才能完成。因此需采用方案一中的船舵的轉(zhuǎn)向方式較為合適。3、系統(tǒng)總體設(shè)計3.1系統(tǒng)總體硬件電路設(shè)計系統(tǒng)水下平臺內(nèi)部電路由電源模塊、單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊、電機(jī)驅(qū)動模塊、ds18b20溫度檢測模塊、srwf-1無線收發(fā)模塊等組成。其中電源模塊作

30、為系統(tǒng)內(nèi)部的動力來源，主要為單片機(jī)最小系統(tǒng)及舵機(jī)和srwf-1無線模塊供電，保證系統(tǒng)水下平臺控制與接收發(fā)射部分正常運(yùn)行。l298n則作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，帶動渦輪轉(zhuǎn)動，推動水下平臺前進(jìn)。srwf-1作為串口無線通訊模塊用于接收上位機(jī)（pc）通過串口發(fā)送的指令，將數(shù)據(jù)傳送給單片機(jī)最小系統(tǒng)并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后執(zhí)行相應(yīng)指令動作。系統(tǒng)電路總體原理圖如圖3-1所示：圖3-1系統(tǒng)總體電路設(shè)計原理圖3.2系統(tǒng)總體軟件設(shè)計3.2.1總體控制電路設(shè)計srwf-108無線模塊stc89c52單片機(jī)控制系統(tǒng)l298n電機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)向舵機(jī)大功率電池上位機(jī)（pc）圖 3-2系統(tǒng)總體控制設(shè)計圖首先由上位機(jī)通過軟件發(fā)送控制指令，并通過串口

31、無線模塊發(fā)送，由下位機(jī)通過串口無線模塊接收到數(shù)據(jù)指令，下位機(jī)的單片機(jī)接收到指令后進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，分析sbuf的數(shù)值，執(zhí)行相應(yīng)的動作指令，完成水下行進(jìn)以及數(shù)據(jù)采集等動作。由于水下阻力較大，因此需要采用大功率電池以保證電源有較大電流輸出，以保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。3.2.2總體程序設(shè)計流程圖渦輪正尾翼左初始化判斷是否有中斷產(chǎn)生掃描sbuf判斷鍵值是否前進(jìn)指令后退指令上浮指令下潛指令讀取參數(shù)渦輪反側(cè)翼下側(cè)翼上信息右轉(zhuǎn)指令左轉(zhuǎn)指令尾翼右圖 3-3系統(tǒng)總體程序流程圖系統(tǒng)首先在上位機(jī)軟件控制界面點擊對應(yīng)的按鈕發(fā)送相關(guān)指令，在接收到上位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)指令后單片機(jī)最小系統(tǒng)會產(chǎn)生串口中斷。在串口中斷產(chǎn)生后，將數(shù)據(jù)緩

32、沖區(qū)sbuf的值賦給臨時變量temp將數(shù)據(jù)存儲，數(shù)據(jù)存儲之后繼續(xù)等待下一次中斷產(chǎn)生，同時開始掃描temp的值，判斷是什么數(shù)據(jù)以及對應(yīng)的指令，執(zhí)行相應(yīng)的動作，完成整個系統(tǒng)工作流程。4、系統(tǒng)各部分硬件設(shè)計4.1穩(wěn)壓電源模塊設(shè)計因水中阻力較大，舵機(jī)帶動轉(zhuǎn)向舵板轉(zhuǎn)動受到較大阻力，需要穩(wěn)定的電壓以保證舵機(jī)能夠正常運(yùn)行。因此穩(wěn)壓電源模塊采用直流7.2v大功率電池轉(zhuǎn)換為5v電壓。該穩(wěn)壓電源模塊采用lm2596穩(wěn)壓芯片經(jīng)7.2v電源轉(zhuǎn)換為5v穩(wěn)壓電源，主要為轉(zhuǎn)向舵機(jī)及cpu提供穩(wěn)定電壓，以保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。電路原理圖及實物如圖4-1所示：圖 4-1穩(wěn)壓電源模塊原理圖及實物圖4.2驅(qū)動模塊設(shè)計由于水下阻力較大，

33、渦輪推動水下平臺前進(jìn)過程中，需要電機(jī)能夠提供充足動力，且不能因轉(zhuǎn)速過快導(dǎo)致電流過大而燒壞電機(jī)以及驅(qū)動。因此采用l298n驅(qū)動模塊作為電極的驅(qū)動器來驅(qū)動直流電機(jī)，帶動渦輪，推動水下平臺行進(jìn)。由于阻力較大，需采用光電耦合器進(jìn)行電氣隔離，以保護(hù)電路正常運(yùn)行而不被燒壞。電路原理圖如圖4-2所示：圖 4-2 l298n驅(qū)動模塊原理圖4.3溫度檢測模塊設(shè)計在完成水下運(yùn)動平臺的運(yùn)動部分的控制的前提下，需要進(jìn)行對水下信息的采集，其中最基本的水下環(huán)境的檢測參數(shù)是溫度，鑒于其他環(huán)境參數(shù)的檢測傳感器，例如：ph值，渾濁度，氨基酸，磷含量等成本相對較高，因此優(yōu)先測量水下溫度參數(shù)。并通過單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后，通過srw

34、f-1無線模塊發(fā)送至上位機(jī)，由上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并進(jìn)行存儲。該部分采用直插式的ds18b20作為水下溫度檢測的傳感器，ds18b20體積很小適合系統(tǒng)水下平臺體積小的特點，能量消耗低，不會在使用中消耗過多能量而影響水下平臺其他部分功能。其電路原理圖如圖4-3所示：圖 4-3 ds18b20模塊原理圖4.4單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計采用stc公司的stc89c52rc系列的單片機(jī)最小系統(tǒng)板作為控制單元主要用于接收和發(fā)送無線模塊數(shù)據(jù)指令，并進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理得到相應(yīng)的控制參數(shù)，執(zhí)行相應(yīng)動作，完成水下平臺的運(yùn)動要求。該芯片是比較常用的8位單片機(jī)，可以采用c語言編寫程序，使用簡單，最小系統(tǒng)原理圖較為簡單。其電

35、路原理圖如圖4-4所示：圖 4-4 stc89c52單片機(jī)原理圖4.5無線模塊設(shè)計鑒于水下平臺在水下運(yùn)行，信號的傳送需要非常穩(wěn)定以保證系統(tǒng)能夠正常穩(wěn)定運(yùn)行，srwf-1系列無線模塊傳輸距離最遠(yuǎn)可以達(dá)到2000米，且為串口通信方式，編寫程序方便使用簡單，使用的i/o僅有txd和rxd，操作方便。因此采用srwf-1系列串口無線模塊。無線串口通訊模塊的系統(tǒng)原理圖如圖4-5所示： 圖 4-5無線模塊原理圖及實物圖4.6下潛方式部分設(shè)計1.氣囊式潛水。此方式是根據(jù)現(xiàn)代潛水艇的工作原理通過吸排水改變水下平臺密度從而實現(xiàn)上下浮動以及停留在水下某個位置，采集對應(yīng)的信息，其工作流程如圖4-6所示：上位機(jī)發(fā)出潛

36、浮指令吸水下潛排水上浮判斷下潛或上浮下潛上浮圖4-6氣囊式潛浮工作流程圖測量得到水下平臺長度為40cm，直徑為11cm，氣囊的長度為14cm，直徑為10cm，則由規(guī)則物體體積公式求得氣囊的體積為： 公式（4-1）則對應(yīng)的水的重量為： 公式（4-2）則在初始階段完全排出空氣時，忽略氣囊自身體積，氣囊體積減小785cm3，此時水下平臺密度不變，當(dāng)氣囊通過齒輪式水泵吸水后密度變大，在配重達(dá)到漂浮在水面的臨界水平條件下，水下平臺下潛，到達(dá)某個臨界位置，具體的吸水程度與下潛程度對應(yīng)的數(shù)據(jù)如表4-1所示：表4-1氣囊式潛浮吸水程度與下潛程度表吸水程度氣囊體積減?。▎挝籧m3）下潛深度（單位cm）續(xù)航時間（

37、單位min）20%157530-4040%3142030-4060%4715030-4080%6287030-40100%7858030-40注：1.試驗地點：本校人工湖2.由于試驗地點在水下測試過程測量困難，以上數(shù)據(jù)為根據(jù)現(xiàn)場試驗情況估測試驗相關(guān)圖片如圖4-7所示：圖4-7氣囊式潛浮下潛過程圖2.舵板式潛水。該方式是根據(jù)飛機(jī)機(jī)翼的原理，采用舵機(jī)連接水下平臺左右兩側(cè)的舵板，通過轉(zhuǎn)動角度改變受力方向，而使水下平臺完成下潛的動作。舵機(jī)的初始位置為90°位置，其工作流程圖如圖4-8所示：上位機(jī)發(fā)出潛浮指令舵板轉(zhuǎn)到至105°位置舵板轉(zhuǎn)動至75°位置判斷下潛或上浮下潛上浮圖

38、4-8舵板式潛浮工作流程圖舵板傾斜后根據(jù)正交分解對舵板進(jìn)行受力分析得到舵板的的受力原理如圖4-9所示：圖4-9舵板正交分解受力原理圖在助推器的推動下，水下平臺前進(jìn)或后退過程中，當(dāng)舵板轉(zhuǎn)動一定角度時，由于受到向上或向下的分力，從而完成上下潛浮的動作。其轉(zhuǎn)動角度與潛水深度及時間的關(guān)系如表4-2所示：表4-2氣囊式潛浮吸水與下潛程度表舵板轉(zhuǎn)動角度（90°為基準(zhǔn)）下潛15cm所需時間（單位s）下潛30cm所需時間（單位s）續(xù)航時間5°102520-2510°82020-2515°81520-2520°102020-2530°152520-25

39、注：1.試驗地點：本校人工湖2.由于試驗地點在水下測試過程測量困難，以上數(shù)據(jù)為根據(jù)現(xiàn)場試驗情況估測試驗相關(guān)圖片如圖4-10所示： 圖4-10舵板式潛浮下潛過程圖由試驗數(shù)據(jù)可以得出氣囊式潛水深度較深，但是效率偏低。由于舵機(jī)數(shù)量少于舵板式潛水，因此續(xù)航能力較強(qiáng)，而舵板式潛水深度較淺，但是效率較氣囊式更高，但其內(nèi)部有三個舵機(jī)導(dǎo)致耗電量較大，因此續(xù)航能力下降，試驗過程中氣囊式潛水由于氣密性要求較高，多次試驗均有進(jìn)水現(xiàn)象出現(xiàn)。因此在氣密性良好的情況下建議采用氣囊式潛水，而在氣密性達(dá)不到要求時則采用舵板式潛水效率及安全性更高。4.7上位機(jī)部分設(shè)計上位機(jī)控制界面應(yīng)用vb語言進(jìn)行程序編寫，并且通過串口通訊將要

40、發(fā)送的指令發(fā)送到無線模塊srwf-1，實現(xiàn)對下位機(jī)水下平臺的運(yùn)動控制以及水下環(huán)境參數(shù)的采集處理和存儲。其中“發(fā)送數(shù)據(jù)”窗口為上位機(jī)發(fā)送至下位機(jī)的數(shù)據(jù)以確保能夠觀察上位機(jī)發(fā)送正確，“接收數(shù)據(jù)”窗口為下位機(jī)在接收到數(shù)據(jù)后再發(fā)送至上位機(jī)，以便于觀察下位機(jī)正常接收到數(shù)據(jù)。上位機(jī)串口通訊設(shè)計框圖及控制界面如圖4-11所示：電腦usb接口pl2303max232無線模塊srwf-1圖 4-11系統(tǒng)上位機(jī)整體框圖和上位機(jī)操作界面4.7系統(tǒng)整體外觀部分設(shè)計水下平臺外觀經(jīng)過試驗驗證得知需要采用圓筒形的外殼，其外形圓滑，且在水下行走平臺前端改為錐形，能夠在水中極大程度的減小行進(jìn)過程中的阻力，從而確保水下平臺運(yùn)行流

41、暢。材料為普通下水道pvc用管，成本較低，在較大程度上降低成本。由于水下平臺在水下運(yùn)行，耗電量較大，一次需要不斷充電以保證系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，因此在前部開有直徑約為2.5cm的孔徑，主要用于設(shè)備在試驗完后方便充電及在進(jìn)水的狀態(tài)下能夠及時的排出水，防止內(nèi)部控制電路短路燒壞。其整體由腔體外殼、渦輪推動機(jī)構(gòu)、側(cè)翼轉(zhuǎn)向板機(jī)構(gòu)、尾翼轉(zhuǎn)向板機(jī)構(gòu)等外部助力行進(jìn)機(jī)構(gòu)組成。其外觀cad如圖所示：圖 4-12系統(tǒng)整體外觀cad圖4.8系統(tǒng)整體密封防水部分設(shè)計系統(tǒng)在水下的運(yùn)動過程需要靠水下平臺尾翼渦輪推動部分、下部轉(zhuǎn)向部分、左右側(cè)翼部分等部分完成。因此在運(yùn)動部分可能會有漏水現(xiàn)象，系統(tǒng)進(jìn)水會損壞控制部分，因此要做好密封

42、防水工作。該系統(tǒng)的運(yùn)動部分的防水主要是通過固體潤滑油進(jìn)行內(nèi)部填充，使系統(tǒng)水下平臺在低水壓下不會出現(xiàn)進(jìn)水現(xiàn)象，同時對水下平臺的運(yùn)動結(jié)構(gòu)進(jìn)行獨立的封閉，使得舵機(jī)以及減速器等的單獨密封，即使進(jìn)水也只損壞動力傳動部分，不會影響系統(tǒng)整體的運(yùn)行狀態(tài)。5、系統(tǒng)各部分軟件設(shè)計 5.1無線模塊及串口通訊程序設(shè)計為了保證無線模塊傳送距離較遠(yuǎn)且信號穩(wěn)定，選用srwf-1無線串口通訊模塊。srwf-1系列無線模塊傳輸距離最遠(yuǎn)可以達(dá)到2000米，且為串口通信方式，編寫程序方便使用簡單，使用的i/o也相對來說比較少，方便操作。其性能特點：1.發(fā)射功率軟件可調(diào)。2.載波頻率可定制。3.抗干擾能力和低誤碼率相對于nrf240

43、1無線模塊具有更高的優(yōu)勢。4.多信道。5.接口方式多，選擇方便。ttl電平接口/rs-232接口/rs-485接口，用戶可根據(jù)自己的需求選擇。有兩種選擇方式：ttl電平接口加rs-232接口；或者ttl電平接口加rs-485接口。6.可傳輸無限長的數(shù)據(jù)幀，編程簡單靈活用戶使用方便。無線串口通訊模塊的c語言程序如下：void inituart (void) /串口初始化tmod=0x21;th1=0xfd;tl1=0xfd;tr1=1;sm0=0;sm1=1;ea=1; void sendbyte(unsigned char dat) /發(fā)送一個字節(jié)es=0; sbuf = dat; while

44、(!ti); ti = 0;es=1; void uart_ser (void) interrupt 4 /串行中斷服務(wù)程序 if(ri) /判斷是接收中斷產(chǎn)生 ri=0; /標(biāo)志位清零 t=sbuf; /讀入緩沖區(qū)的值 p1= t;/把值輸出到p1口，用于觀察 if(ti) /如果是發(fā)送標(biāo)志位，清零 ti=0; 5.2轉(zhuǎn)向舵機(jī)部分程序設(shè)計轉(zhuǎn)向舵機(jī)的工作原理： 控制信號由接收機(jī)的通道進(jìn)入信號調(diào)制芯片，獲得直流偏置電壓。它內(nèi)部有一個基準(zhǔn)電路，產(chǎn)生周期為20ms，寬度為1.5ms的基準(zhǔn)信號， 通過改變高電平的寬度來改變舵機(jī)轉(zhuǎn)動的角度。水下行走平臺采用stc89c52系列單片機(jī)作為舵機(jī)控制的信號來源

45、，由于單片機(jī)具有性能穩(wěn)定、編程靈活、精度較高、價格低廉等特點，在實際中得到了廣泛的應(yīng)用11。轉(zhuǎn)向舵機(jī)的控制： 轉(zhuǎn)向舵機(jī)的控制一般需要一個20ms的時基脈沖，脈沖的高電平部分一般為0.5ms2.5ms范圍內(nèi)的角度控制脈沖部分。以180度角度舵機(jī)為例，那么對應(yīng)的控制關(guān)系：表 5-1舵機(jī)控制角度對應(yīng)關(guān)系脈沖高電平部分舵機(jī)轉(zhuǎn)動角度0.5ms0度1.0ms45度1.590度2.0135度2.5180度舵機(jī)部分相關(guān)控制程序：void pwm0() interrupt 1 /定時器0 中斷，產(chǎn)生pwm波控制轉(zhuǎn)向舵機(jī)轉(zhuǎn)動角度 th0=(65536-100)/256;/加1計數(shù)器高8位th0賦初值tl0=(65

46、536-100)%256;/加1計數(shù)器低8位th0賦初值i+; /計數(shù),每執(zhí)行一次加1，用于pwm波20ms周期累計if(i<=j)pwm_level=1; /使得尾部的轉(zhuǎn)向舵機(jī)信號端為高電平if(i>j)pwm_level=0; /使得尾部的轉(zhuǎn)向舵機(jī)信號端為低電平if(i<=a)pwm_vertical_left=1;/ 使得左側(cè)部的轉(zhuǎn)向舵機(jī)信號端為高電平if(i>a)pwm_vertical_left=0;/ 使得左側(cè)部的轉(zhuǎn)向舵機(jī)信號端為低電平if(i<=b)pwm_vertical_right=1;/ 使得右側(cè)部的轉(zhuǎn)向舵機(jī)信號端為高電平if(i>b)p

47、wm_vertical_right=0;/ 使得右側(cè)部的轉(zhuǎn)向舵機(jī)信號端為低電平if(i=200) /計數(shù)滿200則歸零，用于舵機(jī)20ms周期累計i=0;5.3 ds18b20溫度檢測模塊程序設(shè)計鑒于其他環(huán)境參數(shù)的檢測傳感器，例如：ph值，渾濁度，氨基酸，磷含量等相對成本比較高。因此優(yōu)先測量水下溫度參數(shù)，并通過單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后，通過srwf-1無線模塊發(fā)送至上位機(jī)，由上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和存儲。該部分的采用直插式的ds18b20作為水下溫度檢測的傳感器，ds18b20體積很小適合系統(tǒng)水下平臺體積小的特點，能量消耗也相對較低，不會在使用中消耗過多能量而影響水下平臺其他部分功能。其控制程序如下：/

48、*- 18b20初始化-*/bit init_ds18b20(void) bit dat=0; dq = 1; /dq復(fù)位 delayus2x(5); /稍做延時 dq = 0; /單片機(jī)將dq拉低 delayus2x(200); /精確延時 大于 480us 小于960us delayus2x(200); dq = 1; /拉高總線 delayus2x(50); /1560us 后 接收60-240us的存在脈沖 dat=dq; /如果x=0則初始化成功， x=1則初始化失敗 delayus2x(25); /稍作延時返回 return dat;/*- 讀取一個字節(jié)-*/unsigned ch

49、ar readonechar(void)unsigned char i=0;unsigned char dat = 0;for (i=8;i>0;i-) dq = 0; / 給脈沖信號 dat>>=1; dq = 1; / 給脈沖信號 if(dq) dat|=0x80; delayus2x(25); return(dat);/*- 寫入一個字節(jié)-*/void writeonechar(unsigned char dat) unsigned char i=0; for (i=8; i>0; i-) dq = 0; dq = dat&0x01; delayus2x(

50、25); dq = 1; dat>>=1; delayus2x(25);/*- 讀取溫度-*/unsigned int readtemperature(void)unsigned char a=0;unsigned int b=0;unsigned int t=0;init_ds18b20();writeonechar(0xcc); / 跳過讀序號列號的操作writeonechar(0x44); / 啟動溫度轉(zhuǎn)換delayms(1000);init_ds18b20();writeonechar(0xcc); /跳過讀序號列號的操作 writeonechar(0xbe); /讀取溫度

51、寄存器等（共可讀9個寄存器）前兩個就是溫度a=readonechar(); /低位b=readonechar(); /高位b<<=8;t=a+b;return(t);6、結(jié)論與建議6.1結(jié)論經(jīng)過最后系統(tǒng)設(shè)計的不斷完善，最終本系統(tǒng)順利完成了以 stc89c52單片機(jī)為核心控制單元，實現(xiàn)了對水下行走平臺的直線、轉(zhuǎn)向、潛浮等的運(yùn)動控制。本著簡單方便易操作的理念實現(xiàn)對水下行走平臺的運(yùn)動控制，并能通過無線接收和發(fā)射模塊實現(xiàn)上位機(jī)（pc）與水下行走平臺的通訊，實現(xiàn)上位機(jī)對水下行走平臺的運(yùn)動控制以及將采集水下信息發(fā)送到上位機(jī)。由于現(xiàn)階段類似于該系統(tǒng)水下平臺的設(shè)計較少，所以本設(shè)計以方案假設(shè)和試驗驗

52、證為主，主要測試多個實施方案，確認(rèn)方案的可行性。該設(shè)計主要由l298n電機(jī)驅(qū)動、lm2596穩(wěn)壓模塊、mg995舵機(jī)、stc89c52單片機(jī)最小系統(tǒng)等模塊組成。通過無線模塊接收到上位機(jī)指令控制l298n驅(qū)動電機(jī)帶動渦輪推動水下平臺在水下行走，水下平臺下方舵機(jī)帶動尾翼控制水下平臺轉(zhuǎn)向，水下平臺左側(cè)及右側(cè)舵機(jī)分別帶動左右翼控制水下平臺下潛與上浮。6.2創(chuàng)新點1.根據(jù)飛機(jī)機(jī)翼飛行的工作原理，改變水下行走平臺的潛水方式，突破了以往內(nèi)置腔體式的潛水方式，這樣的方式潛水效果更明顯效率更高。2. 通過試驗對比出各種方案的優(yōu)缺點，以為進(jìn)一步設(shè)計提供參考。6.3建議1、在水下行走平臺設(shè)計過程中，對多種可行性設(shè)計方案進(jìn)行試驗，確定最符合自身設(shè)計的要求的設(shè)計方案。2、配重方式建議采用，內(nèi)部負(fù)重的方式。不僅美觀，且安全系數(shù)較高，故障率低。3、助推器建議采用，渦輪推動的方式，行走速度更快。4、潛浮方式在防水做好的前提下，優(yōu)先采用氣囊式潛水，負(fù)責(zé)建議采用舵板式潛水。參考文獻(xiàn)：1王松,王田苗等機(jī)器魚輔助水下考古實驗研究j. 機(jī)器人,2005,27(3):147-151.2mnakash