吴海洲 王慧 黄瑞桂 邹子东 杨华鑫 严谨 陈春雷

摘   要：文章结合四轴飞行器运动模型，设计制作了一种对网箱养殖动态监测的十字式球形网箱机器人系统。该网箱机器人监测系统由Web网页上位机、通信中继和水下球形机器人构成。用户可随时随地通过网络登录Web网页上位机远程操控机器人，可通过数据平台获得水下实时高清视频和各个水质数据。相比传统人工网箱水质检测，该机器人不仅操作简单、水下运动灵活、优化结构和性能，而且可以动态、实时地监测到水下养殖环境的变化，制作成本低廉。还可用于海洋科考或军事领域。

关键词：十字式运动系统;球形水下机器人;实时传输;深水网箱;PID控制

随着海洋资源开发的深入，水下机器人的应用越来越广泛。水下机器人作为人类探索深海环境的主要工具，具有机动性能好、可操作性强、无人员伤亡风险等优点，一直以来受到各国的重视，近年在海洋资源开发、深海探测等方面发挥了重要作用[1-2]。而深水网箱养殖资源开发正是水下机器人大放光彩的舞台，深水型网箱（围网）养殖是我国对深远海水体资源利用的重要途径，同时，也是实现海洋渔业均衡可持续发展的方向[3]。深水网箱养殖不仅节约了养殖资源，还获得了较高的产出[4]，但由于多变的海洋气候，使得网箱动态监测和实时数据采集尤为重要。

虽然海洋资源开发领域越来越受到重视，但事实上，目前，市场上一些水下机器人，大多都是经过简单的机械加工与防水工艺的处理组装而成，不仅使用场合受限、可拓展性不强，而且功能单一，只能进行一些简单的水下任务[5]。……