水下行走平臺(tái)設(shè)計(jì)下位機(jī)部分畢業(yè)論文(已修改)
2025-07-10 15:35 本頁(yè)面
【正文】 畢 業(yè) 論 文（設(shè)計(jì)） 題 目： 水下行走平臺(tái)設(shè)計(jì)（下位機(jī)部分） 目錄摘 要 IAbstract II緒論 1 1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況 1 2方案及論證 4 4 4 5 5 7 8 9系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 11 11 12系統(tǒng)各部分硬件設(shè)計(jì) 14 14 14 15 15 16 17 19 20 21系統(tǒng)各部分軟件設(shè)計(jì) 22 22 23 DS18B20溫度檢測(cè)模塊程序設(shè)計(jì) 24結(jié)論與建議 27 27 27 27參考文獻(xiàn)： 28致謝 29附錄 30水下行走平臺(tái)設(shè)計(jì)(下位機(jī)部分)摘 要水下行走平臺(tái)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(tái)，對(duì)提高養(yǎng)殖質(zhì)量有重要意義。本文進(jìn)行了水下移動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。以STC公司的STC89C52單片機(jī)為核心控制單元，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水下行走平臺(tái)的直線(xiàn)、轉(zhuǎn)向、潛浮等的運(yùn)動(dòng)控制。通過(guò)無(wú)線(xiàn)接收和發(fā)射模塊實(shí)現(xiàn)上位機(jī)（PC）與水下行走平臺(tái)的通訊、上位機(jī)對(duì)水下行走平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)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(jì)主要由L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)、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(guò)無(wú)線(xiàn)模塊接收到上位機(jī)指令控制L298N驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)渦輪推動(dòng)水下平臺(tái)在水下行走，水下平臺(tái)下方舵機(jī)帶動(dòng)尾翼控制水下平臺(tái)轉(zhuǎn)向，水下平臺(tái)左側(cè)及右側(cè)舵機(jī)分別帶動(dòng)左右翼控制水下平臺(tái)下潛與上浮。通過(guò)水下試驗(yàn)，證明本設(shè)計(jì)可以進(jìn)行水中基本移動(dòng)功能。關(guān)鍵詞：水下行走平臺(tái)；單片機(jī)；舵機(jī)；無(wú)線(xiàn)通訊UnderwaterWalking Platform(LowerMachine)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 the quality of aquaculture. This paper designs the structure of underwater walking STC pany ’s STC89C52microcontroller as the core control unit,realizing the moving control of underwater walking platform ,such as walking straight, turn around and wireless receiving and sending,achieving the munication of pc and underwater walking platform,the moving control of underwater walking platform and gathering underwater data and sending data to pc and other design is mainly posed of L298N motor,LM2596 voltage regulator module, MG995 servo motor, MCU minimum system 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 drives right wing ing up. The underwater experiment proves that this design can be carried out in basic moving function.Keywords:mobileplatformunderwater。singlechipmicroputer。actuator。wirelessmunicationII青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）緒論隨著人類(lèi)社會(huì)科學(xué)技術(shù)的不斷開(kāi)拓與創(chuàng)新，人類(lèi)不得不加強(qiáng)水資源的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和利用以滿(mǎn)足人類(lèi)生活生產(chǎn)的需要，以此來(lái)保證人類(lèi)未來(lái)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(duì)水資源進(jìn)行更深入的開(kāi)發(fā)拓展和創(chuàng)新利用。而人類(lèi)本身不能長(zhǎng)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(méi)有成熟固定的水下機(jī)器人設(shè)計(jì)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(lái)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(yú)式、潛水艇式、動(dòng)物行走的方式等多種形式。本設(shè)計(jì)是以潛水艇的機(jī)械結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，通過(guò)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(jì)算、浮力浮心的計(jì)算、阻力的測(cè)定與計(jì)算、有效功率的計(jì)算等闡明了水下行走平臺(tái)基本的設(shè)計(jì)思路。設(shè)計(jì)水下操作平臺(tái)，可以在水中自主自由行走，通過(guò)相應(yīng)的傳感器檢測(cè)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(lái)物種、水底地形等，并且能夠特殊水域代替人類(lèi)在水下作業(yè)，完成特殊的任務(wù)。 國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況國(guó)外水下機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展相對(duì)于國(guó)內(nèi)來(lái)說(shuō)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(guó)、日本以及西方歐洲等的發(fā)達(dá)國(guó)家為主。對(duì)于水下行走平臺(tái)的設(shè)計(jì)業(yè)有不同層次的研究，目前相對(duì)來(lái)說(shuō)較為成熟穩(wěn)定的水下機(jī)器人主要有仿生魚(yú)形、橢圓形、圓筒形等幾種形式。美國(guó)是最先發(fā)展水下機(jī)器人的國(guó)家，他們掌握著水下機(jī)器人較高的技術(shù)水平。 1989 年，美國(guó)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(kāi)啟了水下滑翔機(jī)的平臺(tái)。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(yú)(Rl0botun ）[2]。1998年，又推出一種仿黃鰭金槍魚(yú)的水下行走機(jī)器人，長(zhǎng)8英尺，重300磅，這是利用現(xiàn)代自動(dòng)控制技術(shù)以及各方面的綜合應(yīng)用開(kāi)發(fā)出一種能夠利用機(jī)械結(jié)構(gòu)的渦輪推動(dòng)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(kāi)始了微型仿生魚(yú)水下推進(jìn)器的研究，他先后研制出采用形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)的微型身體波動(dòng)式水下推進(jìn)器和壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)的雙鰭微型機(jī)器魚(yú)[4]。魚(yú)類(lèi)行為學(xué)家的研究表明，大多數(shù)魚(yú)類(lèi)把身體當(dāng)作推進(jìn)器, 身體左右擺動(dòng)擊水，利用其產(chǎn)生的反作用力使魚(yú)體向前推進(jìn)[5]。目前，仿魚(yú)推進(jìn)技術(shù)的研究還沒(méi)有達(dá)到實(shí)用程度，針對(duì)理論研究和性能驗(yàn)證的機(jī)器魚(yú)設(shè)計(jì)正在實(shí)驗(yàn)空進(jìn)行從體積的角度來(lái)劃分，可分為常規(guī)機(jī)器魚(yú)和微小型機(jī)器魚(yú)，常規(guī)機(jī)器魚(yú)的研究與開(kāi)發(fā)，旨住設(shè)計(jì)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
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