【开发背景】：
常规水下机器人由于被流体全包裹,导致其所受到的流体阻力大,长期以来航行速度很难突破40 m/s。超空化减阻技术可以将水下机器人的航行阻力减小90%以上,航行速度可提升至100 m/s的量级,因此,采用超空化减阻技术的水下机器人具有重要的研究意义。超空化减阻技术是在机器人外表面包裹一层空泡,使其不与液体直接接触,从而大幅度减小流体阻力,但也会因为空泡的包裹丧失大部分浮力。因此,基于超空化减阻技术的水下高速机器人在获得高速度的同时,其动力学建模与控制系统设计相较于传统水下机器人也更加复杂。
【结构说明】：
使用MATLAB/Simulink软件的MBD技术对水下机器人的各模块进行研究和设计，利用SESAM模拟相关水下特性。首先在计算机上搭建模型；然后用Simulink进行模型的仿真；再根据目标需求对仿真结果进行评价及验证；当满足设计要求后，利用TSP工具生成嵌入式代码。借助其自身的Coder模块将代码进行优化和测试来实现控制算法的开发和验证，最后将代码传输至目标硬件开发板中对硬件进行调用，实现水下机器人的各模块的快速设计，提高设计的效率。设计完毕后利用Solidworks软件进行草图的绘制并逐步组装成具体工程图。
【功能与使用说明】：
此水下机器人利用其外观优势，可以进行诸多水下作业等等，同时，我们通过安插相关机械臂在其尾部，可实现多种操控功能。【设计思路】：
ü 草图绘制→→工程绘制二维图及三视图
ü 零件设计→→通过拟合的数据细化处理零件
ü 装配零件→→参照Simulink及SESAM的数据
ü 模型确定→→组装完毕零件并对三维视图加以渲染
ü 打印模型→→发送STL文件打印并进行模型细加工处理
【设计方案】：
电控模块的硬件主要包括Arduino开发板、扩展模块和电子调速器，负责接收传感器的信号并通过电子调速器来调节电机的电压大小来调节电机的转速。
传感器模块的硬件主要包括流速传感器、陀螺仪、温度传感器、姿态传感器
等，不同的传感器能及时将不同的信号传输给主控制板，从而让主控制板通过程序对其他的系统起到宏观的调控。
机械臂模块的硬件主要包括亚克力板和防水舵机，机械臂由无线通信模块进行控制，可对一定样品进行抓取、回收或者放置。
电源模块主要由锂电池和继电器模组组成，能够实现变压和供电，为各个系统稳定的持续供电。
动力模块由两种推进器组成，游离推进器负责给予水下机器人水平动力，垂直推进器负责维持水下机器人在垂直方向上的动力，游离推进器的动力主要受到流速传感器的控制，垂直推进器的动力受姿态传感器和陀螺仪的控制。推进系统由游行推进器和垂直推进器组成。
【先进性】：
本产品的流线体外观及其马达、螺旋桨都非常普适于多种高速要求下的浅水作业，相较于其它水下机器人，其外观结构具有独特之处。
【实用性】：
本产品的体积较小，可以建立控制群，实现水下作业的局域管理模式，包括水质监测、捕捞等等，具有较高的科研价值，同时，由于其外型更具有仿生性，更易制作成鱼/蟹/螺态机器人并应用到水产动植物的作息观察中。
【创新性】：
本产品的流线体外观及其马达、螺旋桨的外型结构设计都是经过精准数据拟合软件得到的最佳外型，其结构的适用性远胜过其它产品，同时，本产品的机械臂安装更具有合理性，其延伸方向具有超8个自由度，可以较好地完成多项水下任务。