单人作业潜水器概念设计theindiviblejobsubmersible(附件)【字数：16382】
随着我国经济快速发展和对外开放不断扩大，国家战略利益和战略空间不断向海洋拓展和延伸，海洋事业越来越关系国家兴衰安危，关系民族生存发展。 2017年4月份，中国信息和工业部召开关于“海洋建设强国”的会议并进行相关的讨论，从多个角度出发针对海洋的装备和工业标准进行深入的研究与探讨，提出了要认真落实中国海洋强国和制造强国战略要求与部署，大力发展相关装备，为我国的海洋开发提供重要装备和系统保障。总结而言就是我们在以后的经济发展中需要全面的围绕这海洋矿产资源、海洋可再生能源、海洋化学资源、海洋生物资源和海洋空间资源等五大类资源去开发进行产业的升级 本文只是针对民用100m的载人作业潜水器的概念设计，在设计的时候通过资料和实际的相互结合，通过参考国内外的现在的潜水器和其他相关领域的设计作品，在设计中确认单人作业潜水器的各种功能布局和设计方案其中包括按照设计任务书的工作目标及其其他的条件的确认从整体到局部，在有局部到整体一步步的定义其中涉及到的内容有潜水器的大小，功能排布，然后在考虑到具体的装备设施。这个路线是任务书——潜水器的基本定义——功能定义——具体的设备的设计--体积装备——选用型号。在造型上我使用的是仿生设计，其中的系统设计有合理的功能布局和潜水器的尺寸大小，耐压体的设计，非耐压体的设计，浮力材料，动力传动，机械手臂，内饰设计，摄像系统等。在整个设计过程之中，我通过符合的系统设计的来设计我的潜水器，希望用自己的知识推进中国的载人作业潜水器的发展。关键词单人作业，功能布局，仿生设计，系统设计要求 Abstract
目录
第 1 章绪论
1.1 课题的研究背景和意义 1
1.2 国内外载人潜水器发展概况 1
1.3 论文的的研究方向 2
第 2 章载人潜水器的调研与分析
2.1设计的调研分析3
2.2 设计方法的分析5
2.3作业任务分析5
2.4作业环境分析 6
第三章载人潜水器的设计的参数要求7
3.1外观设计 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
———仿生设计8
3.2功能布局设计10
3.3操作系统设计参数与要求11
3.3.1造型设计的参数 11
3.3.2液压系统的设计与参数12
3.3.3载压系统的设计与参数 12
3.3.4生命循环系统设计与参数13
3.3.5机械手臂和摄像系统设计与参数13
3.3.6声呐检测系统设计与参数14
3.3.7内饰设计要求与参数15
3.3.8回收系统要求与参数16
3.3.9其他的参数与要求17
设计总结19
致谢20
参考文献22
附件23
第一章绪论
1.1课题的研究背景和意义
中国除去960万平方公里的领土之外，还拥有着大约470万的平方千米的内海和边海的水域面积，近年来周围多个国家一直在试图侵占我们的海洋领土和海洋资源，因此我们发展相对应海洋装备是迫在眉睫，我们应该尽早的去开发我们的海域，真正的做到监管和掌握我们的领土。而利用载人的潜水器去探索和开发海洋资源是一项很重要的工具，载人潜水器能够实现人们长时间待在水下作业，从而帮助科研人员去考察地理形态和进行载人潜水器能够实现多种功能。其中的海底的油气管道和海底电缆都是相对应的行业的中的血管，海底电缆和海底管道的的安全和正常的运行是信息传递和油田生产的根本保障，但是由于洋流和环境的复杂性，电缆和管道出现破坏是避免不了，根据统计，管道和电缆出现的破坏的几率包含
海床运动占36.2%，出现机械发生故障的几率是26.6%其他原因占37.6%,而且近年来我国铺设的电缆和管道的深度大部分集中在100250m之间，随之科技的进步和实际的需要，我们铺设的电缆深度会超过一千米的海底，在现在我们检查电缆和管道主要依赖着潜水人员去检测确认，，而对于深度超过五十米的电缆管道会采用无人潜水器检测，但是应为遥控式的无人潜水器的制造和售卖成本比较高，电缆的运行还会影响控制的接收，而导致无人潜水器的迷失，所以对于检测深海的电缆和管道，最保险和最节约成本的方法是采用载人潜水器，检查范围广，可以大范围的检测。在检测的同时可以完成水下切割和焊接等复杂的工作，，而在军事方面，美军曾经使用REMUS潜水器去帮忙清扫乌姆盖斯尔港的航道上范围到250万平方的雷弹，仅仅只用了16H就完成了原来预计需要潜水作业21天的工作，，可以预见海洋装备的发展与中华民族的发展有着重要的关系，这些包括了保证中华人民共和国的领土完整和主权完整，抵御和打击国外海洋的入侵，支持了中华人民共和国的经济发展，维持了世界和平和有秩序的海洋安全。
1.2国内外的发展
在20世纪的前半世纪，现代潜水器的研发是朝着更深的海域发展的，从1934年美国的潜水的深度可达到914m。一直到六十年代瑞士的里特斯特无人潜水器潜入世界最深的海域马里亚纳海沟10916m，这段时间的潜水器处于无人潜水器仅仅用在观察，并没有作业的能力，发展也比较一般。而潜水器的第二代发展开始于六十年代，美国的阿尔文号潜水器于某海域打捞起来一颗导弹，这段时间潜水器逐渐的配置了动力能源，水下的tv，摄像机，机械手臂，可以逐渐的进行一些简单的作业和海洋取样。而在19701980年代因为受到海洋开发的成本和风险影响，潜水器的发展一度停滞不前，其中的OSEL,AMETEK等大型的公司相继破产倒闭，而1990年之后，微电子的兴起，人工智能技术，软硬件及计算机的发展，使得潜水器再一次的走上了发展之路，其中1995年由英国国家海洋地理中心开始开发的AUTOSUB系类主要应用在军事和科学研究上，这个系列到现在已经发展到了第五代了在海洋中累计航行了10000km。上世纪的七十年代起，中国的潜水器进入了飞速发展的时期，从7103号的救生艇，到I型救生艇，直到现在的蛟龙号七千米载人潜水器，四十多年的发展使得我国的研发水准已经达到了世界的先进水平，主要的发展是从第一阶段的I型救生艇，潜水可达135m，展示出了我们从零到一的突破。上世纪的八十年代，研发的84型潜水艇，设有中继站和无功能锚定和六功能作业手的配置，成为中国工作能力最强悍的作业艇。当前，世界各国向海洋获取新资源、拓展新空间的综合实力竞争愈演愈烈。现实地看，随着美国实施“重返亚太”和“亚太再平衡”战略，东亚地缘政治、经济和安全秩序越来越受到严峻挑战。在未来相当长时间内，我国在维护国家海洋权益上面临的挑战将越来越多，建设海洋强国是国家富强的必由之路。并且从二十世纪以年来，国家在科研方面的海洋装备投入不断加大，其中我国的“蛟龙号”是863计划中的重点项目，经过十多年的开发，从2002年到2012年间实现了从潜水器深度几百米到七千米的跨越，并且预计将在2020年之前实验深浅一万米。从国家如此重视海洋装备的发展中，可以看出目前世界上对于载人作业潜水器的研究的竞争力度非常大。一直到2012年的蛟龙号直接将载人潜水器的潜水深度提高到前所未有的高度，十多年的发展通过这样的成果形式展现出了我们进行海洋开发的决心。
目录
第 1 章绪论
1.1 课题的研究背景和意义 1
1.2 国内外载人潜水器发展概况 1
1.3 论文的的研究方向 2
第 2 章载人潜水器的调研与分析
2.1设计的调研分析3
2.2 设计方法的分析5
2.3作业任务分析5
2.4作业环境分析 6
第三章载人潜水器的设计的参数要求7
3.1外观设计 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
———仿生设计8
3.2功能布局设计10
3.3操作系统设计参数与要求11
3.3.1造型设计的参数 11
3.3.2液压系统的设计与参数12
3.3.3载压系统的设计与参数 12
3.3.4生命循环系统设计与参数13
3.3.5机械手臂和摄像系统设计与参数13
3.3.6声呐检测系统设计与参数14
3.3.7内饰设计要求与参数15
3.3.8回收系统要求与参数16
3.3.9其他的参数与要求17
设计总结19
致谢20
参考文献22
附件23
第一章绪论
1.1课题的研究背景和意义
中国除去960万平方公里的领土之外，还拥有着大约470万的平方千米的内海和边海的水域面积，近年来周围多个国家一直在试图侵占我们的海洋领土和海洋资源，因此我们发展相对应海洋装备是迫在眉睫，我们应该尽早的去开发我们的海域，真正的做到监管和掌握我们的领土。而利用载人的潜水器去探索和开发海洋资源是一项很重要的工具，载人潜水器能够实现人们长时间待在水下作业，从而帮助科研人员去考察地理形态和进行载人潜水器能够实现多种功能。其中的海底的油气管道和海底电缆都是相对应的行业的中的血管，海底电缆和海底管道的的安全和正常的运行是信息传递和油田生产的根本保障，但是由于洋流和环境的复杂性，电缆和管道出现破坏是避免不了，根据统计，管道和电缆出现的破坏的几率包含
海床运动占36.2%，出现机械发生故障的几率是26.6%其他原因占37.6%,而且近年来我国铺设的电缆和管道的深度大部分集中在100250m之间，随之科技的进步和实际的需要，我们铺设的电缆深度会超过一千米的海底，在现在我们检查电缆和管道主要依赖着潜水人员去检测确认，，而对于深度超过五十米的电缆管道会采用无人潜水器检测，但是应为遥控式的无人潜水器的制造和售卖成本比较高，电缆的运行还会影响控制的接收，而导致无人潜水器的迷失，所以对于检测深海的电缆和管道，最保险和最节约成本的方法是采用载人潜水器，检查范围广，可以大范围的检测。在检测的同时可以完成水下切割和焊接等复杂的工作，，而在军事方面，美军曾经使用REMUS潜水器去帮忙清扫乌姆盖斯尔港的航道上范围到250万平方的雷弹，仅仅只用了16H就完成了原来预计需要潜水作业21天的工作，，可以预见海洋装备的发展与中华民族的发展有着重要的关系，这些包括了保证中华人民共和国的领土完整和主权完整，抵御和打击国外海洋的入侵，支持了中华人民共和国的经济发展，维持了世界和平和有秩序的海洋安全。
1.2国内外的发展
在20世纪的前半世纪，现代潜水器的研发是朝着更深的海域发展的，从1934年美国的潜水的深度可达到914m。一直到六十年代瑞士的里特斯特无人潜水器潜入世界最深的海域马里亚纳海沟10916m，这段时间的潜水器处于无人潜水器仅仅用在观察，并没有作业的能力，发展也比较一般。而潜水器的第二代发展开始于六十年代，美国的阿尔文号潜水器于某海域打捞起来一颗导弹，这段时间潜水器逐渐的配置了动力能源，水下的tv，摄像机，机械手臂，可以逐渐的进行一些简单的作业和海洋取样。而在19701980年代因为受到海洋开发的成本和风险影响，潜水器的发展一度停滞不前，其中的OSEL,AMETEK等大型的公司相继破产倒闭，而1990年之后，微电子的兴起，人工智能技术，软硬件及计算机的发展，使得潜水器再一次的走上了发展之路，其中1995年由英国国家海洋地理中心开始开发的AUTOSUB系类主要应用在军事和科学研究上，这个系列到现在已经发展到了第五代了在海洋中累计航行了10000km。上世纪的七十年代起，中国的潜水器进入了飞速发展的时期，从7103号的救生艇，到I型救生艇，直到现在的蛟龙号七千米载人潜水器，四十多年的发展使得我国的研发水准已经达到了世界的先进水平，主要的发展是从第一阶段的I型救生艇，潜水可达135m，展示出了我们从零到一的突破。上世纪的八十年代，研发的84型潜水艇，设有中继站和无功能锚定和六功能作业手的配置，成为中国工作能力最强悍的作业艇。当前，世界各国向海洋获取新资源、拓展新空间的综合实力竞争愈演愈烈。现实地看，随着美国实施“重返亚太”和“亚太再平衡”战略，东亚地缘政治、经济和安全秩序越来越受到严峻挑战。在未来相当长时间内，我国在维护国家海洋权益上面临的挑战将越来越多，建设海洋强国是国家富强的必由之路。并且从二十世纪以年来，国家在科研方面的海洋装备投入不断加大，其中我国的“蛟龙号”是863计划中的重点项目，经过十多年的开发，从2002年到2012年间实现了从潜水器深度几百米到七千米的跨越，并且预计将在2020年之前实验深浅一万米。从国家如此重视海洋装备的发展中，可以看出目前世界上对于载人作业潜水器的研究的竞争力度非常大。一直到2012年的蛟龙号直接将载人潜水器的潜水深度提高到前所未有的高度，十多年的发展通过这样的成果形式展现出了我们进行海洋开发的决心。
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