开题报告-水下捕捉海星ROV的设计和运动分析

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1、中国海洋大学本科毕业设计开题报告题目水下海星捕获机器人装置的设计和运动分析院、系工程学院机电工程系专业机械设计制造及其自动化专业学生姓名学号指导教师教务处制表2015年4月2日一、选题依据课题来源、选题依据和背景情况；课题研究目的、学术价值或实际应用价值1、课题来源、选题依据和背景情况从全球来看，整个地球的表面积是5」亿平方千米，而其中海洋的面积为到T3.6亿平方千米，占地球总表面积的70.8%。海洋，是人类赖以生存和发展的四大战略空间——陆、海、空、天屮继陆地Z后的第二大空间，是能源、生物资源和金属资源的战略性开发基地，是目前最现实的，

2、也是最具有发展潜力的空间。随着21世纪，全世界科学技术的高速发展，面对蕴含丰富的生物资源、矿产和能源资源的海洋，人们已经从单纯的观测进入到了对海洋进行充分探索、开发和利用的吋代。新世纪人类面临着诸如人口过度膨胀、陆上化石能源进一步枯竭、生存环境污染严重等问题，充分地对海洋进行开发，有利于我们的可持续发展和相关经济产业壮大，是我们的必然选择。海洋生物资源丰富，生物种群复杂多样，种类繁多。海星是海洋中的一类海底栖息的无脊椎动物。海星具有强大的捕食和繁殖能力，它们对于贝类会造成比较显著的破坏，从而对沿岸的渔业和水产养殖造成较大的威胁和损失。例如

3、：在韩国的南部海岸，分布着一种阿穆尔海星，这种入侵的海星物种给当地带来的相当大的麻烦。它们胃口很大，捕食贝类，在韩国海域不存在自然天敌，从而繁殖和再生能力巨大。不仅仅是海岸的渔场，而且自然的湖泊也会受到这些海星的威胁。例如，澳大利亚的大堡礁连续不断地报道海星数量爆炸性增长的问题。联合国(UN)和国际海事组织(IMO)已经把海星列为了全球有害牛物之一山。虽然海星对于贝类有巨大的威胁，但是它特殊的生长环境使得它不仅具有丰富的营养价值，而且对于人类及动物的多种疾病具有很好的疗效。海星富含蛋口、氨基酸、不饱和脂肪酸、微量元素和维牛素等，必须氨基酸

4、比例合理，将其作为人类的营养美食有很好的开发前景。此外，海星还含有大量结构独特的具有生物活性的代谢产物，如皂昔、生物碱、當醇、多糖、维生素、蛋口质、多肽和氨基酸等，他们具有多种多样的生理和药理活性，如抗癌、抑菌、抗病壽、抗炎、降血压和降血脂等，将其应用于医药、保健食品及动物饲料资源开发等领域中有着巨大的前景⑵。不论是减小海星对于渔业的影响，还是捕捉进行科学研究或者相关产业的开发利用，海星的抓捕工作已经提上了H程。在韩国，一个潜水员一天可以手工采集100KG海星。然而，这项工作非常辛苦，效率低下，而且水下工作总会伴有意外的风险和减压病。用潜

5、水器潜水，一个潜水员利用一个空气储蓄辭可以下潜30・40分钟，到达20M的深度。往往一个水下任务结束后，一些潜水员会出现肌肉骨骼病，皮扶病和排尿困难等疾病。潜水员一般都患有慢性头痛和肌肉骨骼疾病，因为他们每天要反复潜水5・6小时。水下机器人(也成无人潜水器)完全可以胜任这类工作，它安全性好、效率高、作业深度大、能在水下长时间工作。按照无人潜水器与水面支持设备(母船或平台)间联系方式的不同，水下机器人可以分为两人类：一类是有缆水下机器人，即遥控水下机器人(remotelyoperatedvehicle,ROV)；另一类是无缆水下机器人，即自

6、治水下机器人(autonomousunderwatervehicl,AUV),自带能源，依靠自身的自治能力来管理和控制自己。ROV因其经济型号、下水出水灵活性高、环境适应性好、作业效率高、使用有效等有点，得到了迅速发展。随着功能及可靠性的迅速提高，ROV越来越被广泛地应用于海洋资源开发、水下工程、海底调查、打捞作业等领域。2、课题研究目的、学术价值和实际应用价值本课题希望设计一种专门应用于水下海星捕捞的ROV水下机器人及其捕捉装置，来替代人工的捕捞工作。这样，不但可以节省许多潜水员的人力成本，而H会提高工作的效率。水下机器人的研究和发展虽

7、然始于20世纪50年代，但是在捕捞海星这类工作的实际应用中并不多见，因此本课题的设计对于实际海星捕捞工作有着重要的价值，对于我国进行海洋资源开发和蓝色强国梦想的实现从技术和方向上有着一定的促进作用。二、文献综述国内外研究现状、发展动态；查阅的主要文献1、国内外研究现状、发展动态ROV是有缆水下机器人的简称，需要由电缆从母船接受动力，ROV不是完全自主的，它需要人们通过电缆对ROV进行认为的遥控干预，电缆对于ROV来说像“脐带''对于胎儿一样至关重要。有缆水下机器人根据运动方式的不同可分为拖拽式、（海底）移动式和浮游（自航）式三种。ROV是

8、最早得到开发和应用的无人潜水器，其研制始于20世纪50年代，雏形是几个美国人想要观察神秘的海底世界。他们将普通摄像机密封在防水壳体内，将其带入海底，成为了第一代第一个浮游式有缆潜水器。而世界上