吸取式近海捕捞ROV总体设计
摘要
遥控式水下机器人（RemotelyOperatedVehicle，简称ROV）是水下机器人领域的重
要分支，被广泛应用于海洋环境探测、海底资源勘探、水下考古、沉船打捞等领域，是
21世纪开发海洋资源、海洋强国的一项高新技术。对于水产捕捞行业，捕捞型ROV的
应用代表着传统渔业技术在新时代的产业化升级。论文结合国内外相关类型ROV设计
经验，针对近海养殖海域海况设计了一台用于海生物捕捞作业的ROV样机，并以此样
机模型展开航行性能相关计算与捕捞作业能力分析。
（1）依据近海海域海洋环境、捕捞作业海生物对象特性，进行了ROV的性能指标
制定，确定了ROV的水面、水下系统（控制子系统和本体系统），对上位机和下位机的
系统功能、关键电子元器件的选型进行了介绍。依据潜水器设计规范，对ROV进行了
总体方案设计，介绍了系统样机的组成零部件相关数量、材料等。
（2）开展了ROV本体本体系统的详细设计，规划了ROV的总体设计流程，确定
了ROV载体框架、捕捞作业系统、水下控制舱、动力系统布置、观测导航方案、浮力
单元、收放缆车的材料选取、结构设计方案、详细布置方案、装配测试等。利用有限元
软件对受力单元进行了强度分析，保证了水下作业的结构强度。利用STAR-CCM+软件
对吸取过程中捕捞系统锥形收集箱的内部流场的进行了初步分析，在ROV三维模型基
础上，利用CATIA计算了各个组成单元与整机的重浮心，并利用浮力材料进行了调平，
确保了ROV的水中姿态满足要求。
（3）利用简化模型开展了ROV粘性类水动力和惯性类水动力的相关计算。对ROV
本体进行了受力分析，建立了忽略推进器与脐带缆影响下的ROV水动力模型。依据ROV
本体运动能力，利用STAR-CCM+软件求解了直航运动、斜航运动、转艏运动和多个方
向变加速运动的水动力系数。对比了几种相近尺度开架式ROV的部分水动力系数，并
进行了水池运动性能测试验证了水动力系数计算结果的可行性。
（4）开展了捕捞作业系统的仿真计算，包括对样机安装的无导流罩吸力泵推进器
的敞水推力计算、基于MRF法对吸泵推进器作业下捕捞系统内部流场的计算仿真以及
吸力泵推进器作业对ROV本体直航性能的影响分析，并进行了静水水池实验测试，验
证了吸取作业的可行性。
关键词：捕捞型ROV；总体设计；水动力系数；流场模拟
吸取式近海捕捞ROV总体设计
Abstract
RemotelyOperatedVehicle(ROV)isanimportantbranchinthefieldofunderwater
robotics,whichiswidelyusedinmarineenvironmentexploration,underwaterresource
exploration,underwaterarchaeology,shipwrecksalvageandotherfields,andisahigh-techfor
developingmarineresourcesandstrengtheningthecountryinthe21stcentury.Foraquatic
fishingindustry,theapplicationoffishingROVrepresentstheindustrialupgradeoftraditional
fishingtechnologyinthenewera.Thepapercombinesthedesignexperienceofrelatedtypes
ofROVsathomeandabroad,anddesignsaprototypeROVformarinelifefishingoperationin
theoffshoreaquacultureseaconditions,andusest