Design of an Autonomous underwater drone for achieving efficiency in the operation of the sensor package during monitoring of water bodies
2022 (English)Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 credits / 30 HE credits
Student thesis
Abstract [en]
Background: the process of water quality monitoring is a critical quality assurance process. However, conventional methods include monitoring by a team of divers going to different depths to collect water samples. This method is expensive, time-consuming, and can lead to adverse consequences like a fatality.
Objectives: This study aimed to develop a robust, autonomous prototype for water quality monitoring. The idea was to measure water quality at a depth of 20 meters by designing an unmanned underwater drone with sensors for measurement and tracking.
Methods: a detailed literature review was conducted and trend watching, tech watching, and benchmarking were some strategies used to extract design ideas. After creating a good scope, various design ideas were iterated to solve the problem. Two concept designs of the underwater drones were selected and evaluated by a discussion matrix. The design idea that best fit the project requirements was selected and produced. Stress analysis was performed on the final design to check design performance at a depth of 20 meters.
Results: Design Fish 2 was chosen as the final design of the prototype. The selected design is manufactured from S316 stainless steel which is the material used for the shell while the rest is PLA.
Conclusion: The prototype has a hollow, cylindrical body that provides low hydrodynamic resistance, and the vertical design provides better stability when moving underwater.
Abstract [sv]
Bakgrund: processen för övervakning av vattenkvaliteten är en kritisk kvalitetssäkrings process. Men konventionella metoder inkluderar övervakning av ett team av dykare som går till olika djup för att samla in vattenprover. Denna metod är dyr, tidskrävande och kan leda till negativa konsekvenser som dödsfall.Mål: denna studie syftade till att utveckla en robust, autonom prototyp för övervakning av vattenkvalitet. Tanken var att mäta vattenkvaliteten på 20 meters djup genom att designa en obemannad undervattensdrönare med sensorer för mätning och spårning.
Metoder: en detaljerad litteraturgenomgång genomfördes och trendwatching, techwatching och benchmarking var några strategier som användes för att extrahera designidéer. Efter att ha skapat en bra omfattning, upprepades olika designidéer för att lösa problemet. Två konceptdesigner av undervattensdrönarna valdes ut och utvärderades av en diskussionsmatris. Den designidé som bäst passade projektkraven valdes ut och togs fram. Spänningsanalys utfördes på den slutliga designen för att kontrollera designprestanda på ett djup av 20 meter.Resultat: Design Fish 2 valdes som den slutliga designen av prototypen. Den valda designen är tillverkad av S316 rostfritt stål som är materialet som används för skalet medan resten är PLA.Slutsats: Prototypen har en ihålig, cylindrisk kropp som ger lågt hydrodynamiskt motstånd, och den vertikala designen ger bättre stabilitet vid förflyttning under vatten.
Place, publisher, year, edition, pages
2022. , p. 77
Keywords [en]
Autonomous, drone, sensor, stainless steel
National Category
Other Mechanical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:bth-23470OAI: oai:DiVA.org:bth-23470DiVA, id: diva2:1684039
External cooperation
Halmstad Universitet
Subject / course
Degree Project in Master of Science in Engineering 30,0 hp
Educational program
MTACI Master of Science in Mechanical Engineering
Supervisors
Examiners
2022-08-232022-07-202022-08-23Bibliographically approved