Разработка автономного необитаемого подводного аппарата для мониторинга водных акваторий

1. Разработка автономного необитаемого подводного аппарата для мониторинга водных акваторий

Выполнил: студент гр.1597
Абхадиев Кирилл Дмитриевич
Руководитель:
к.б.н., Веженкова Ирина Владимировна
Консультант:
ассистент каф. ИЗОС Порохненко Ксения Александровна

2. Актуальность

Проблема: необходимость мониторинга
акваторий
Причины:
•высокая стоимость аналогов (1.8–2.5
млн руб.)
•Эксплуатационная сложность
•Недостаточная адаптивность
Решение: доступный, компактный,
дешёвый аппарат

3. Цель работы:​ разработка функционального прототипа автономного необитаемого подводного аппарата для оценки параметров водной

Цель работы: разработка функционального прототипа автономного
необитаемого подводного аппарата для оценки параметров водной
среды.
Задачи:
1. Провести комплексный анализ существующих технических решений и систем мониторинга
подводных акваторий, сформулировать технические требования к проектируемому аппарату.
2. Спроектировать и рассчитать корпус аппарата, движительный комплекс, систему управления.
3. Разработать силовую часть системы на основе магнитных муфт для исключения необходимости
герметизации валов и систему управления глубиной с адаптивным ПИД-регулятором,
интегрирующим данные датчика давления и сонара.
4. Собрать функциональный прототип.
5. Выполнить анализ проекта для оценки его экономической эффективности и потенциальной
рыночной востребованности.

4. Основные требования к системе

1. Автономная и надежная работа в воде
2. Управление и сбор данных через Raspberry Pi Zero 2W
3. Память: Flash ≥ 512 МБ, RAM ≥ 128 Мб
4. Интерфейсы UART, SPI, I2C
5. Защита электроники и кабельных вводов
6. Аккумуляторное питание, работа ≥ 2 часов, защита и быстрая замена батарей

5. Муфтовый магнитный двигатель

1. Ограничение тока драйвером DRV8833 до 1,5 А с защитой от
перегрузок на микрокомпьютер.
2. Внешняя полумуфта — 9 неодимовых магнитов N38, внутренняя — 12
магнитов N38.
3. Повышение напряжения с 9 В до 10,8 В модулем DC-DC XL6009E1.
4. Передача момента через конические и прямозубые шестерни для
редукции оборотов и увеличения тяги.
5. При 10,8 В рост крутящего момента примерно на 17%. (5000
об
5850 мин)
6. КПД = 6.8/7.4 = 92%
об
→
мин

6. Корпус подводного аппарата

Торпедообразная форма (L=350 мм, D=110 мм, L/D=3.18)
Лобовое сопротивление