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申请/专利权人：中国人民解放军海军工程大学

摘要：本发明公开一种水下机器人外形结构优化方法，包括以下步骤：外形设计、整合建模、浮心位置确定、浮力差计算和总压力计算；本发明先根据水下机器人的清理对象和清理任务对水下机器人的外形结构和工作部件进行辐射环境下针对性的设计，再对水下机器人的外形结构和工作部件进行整合建模，接着通过仿真模型的出水下机器人在水下工作时的性能要求，包括浮心位置的确定、重量的确定以及外形结构的材料与规格选择，从而使设计出的水下机器人外形结构性能较强，可以满足实际水下工作要求，且内嵌式的结构设计和布置，保证了水下机器人的各个不见能够得到较好装配与衔接，保证了水下机器人的稳定性。

主权项：1.一种水下机器人外形结构优化方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：外形设计先确定水下机器人的清理对象和清理任务，再根据水下机器人的清理对象和清理任务对水下机器人的外形结构和工作部件进行辐射环境下针对性的设计，水下机器人的外形结构基于潜艇初稳性以及抗沉性算法设计，建模软件为SolidWorks软件，模拟分析工具为SolidWorksSimulationXpress工具，模拟解算器为SolidWorkssimulation解算器；步骤二：整合建模通过建模软件对水下机器人的外形结构和工作部件进行整合建模，具体步骤为：将既定结构与工作部件直接通过建模软件进行建模仿真，并直接嵌入到外形结构中，并调整各组件的分布位置，使水下机器人的整体重力和所受浮力处于同一铅垂线上；步骤三：浮心位置确定先由水下机器人的工程图获得设计水线长，再计算水下机器人设计水线以下的排水容积，接着通过查阅浮心函数曲线图得出水下机器人吃水的函数曲线的具体数值，最后通过浮心坐标公式计算水下机器人的浮心位置；步骤四：浮力差计算先利用建模软件估算水下机器人的总质量，再计算水下机器人整体所受重力值，接着计算水下机器人所受浮力值，随后根据重力值和浮力值计算水下机器人所受浮力差值，然后根据浮力差值调节水下机器人上配重块的重量和体积，实现水下机器人在水中的受力平衡状态；步骤五：总压力计算将建模软件中建立的水下机器人外形模型导入至模拟分析工具，根据水下机器人在压力容器内部工作时的最大水深以及液体压强公式，计算水下机器人受到的最大水压为：P水＝ρ水×g×hmax式中，ρ水为浸入的溶液密度，hmax为水下机器人在压力容器内部工作时的最大水深；水下机器人在工作时还受到大气压强，则受到的总压力为：P总＝P水+P空气式中，P空气为大气压强，将水下机器人受到的总压力值导入模拟解算器，得到水下机器人在压力容器内部最大水深工作时所受到的压力仿真结果，根据仿真结果选择水下机器人防护外壳的材料与厚度。

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