AUV自主回收捕获机构设计与分析
发布时间：2021-08-13 21:26
设计了一种用于AUV自主回收的捕获式回收机构。以回收过程中声光导引精度及AUV自主航行精度为设计输入,设计捕获式回收机构。研究导向机构开角及导向杆长度对AUV对接受力影响,并分析2种回收机构外形方案对于AUV航行阻力影响。经过仿真及试验验证,回收机构动作成功率大于80%,回收机构对AUV阻力影响小于9%。
【文章来源】：舰船科学技术. 2020,42(23)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
便携式AUVFig.2PortableAUV
由声学导引转换为光学导引。光学导引设备由光学传感器——摄像机以及灯标组成。直径为1m的灯标安装于V型翼后方，光源为蓝光。由于水下摄像机存在开角，因此AUV距离动基座较近时会进入摄像机盲区。摄像机开角为45°时不同对接高度的盲区范围如图3所示。对接高度1m一方面可以满足AUV定深精度要求，另一方面可以减小AUV回收时盲区距离。AUV进入光学导引盲区后由导引过程转换为对接过程。对接过程中，AUV自主定深定向航行直至完成对接回收。回收对接场景如图4所示。图3摄像机45°开角时盲区范围Fig.3ThecameraAngleof45°openblindarearange图4对接场景图Fig.4Illustrationoftherecoveryscenario1.2回收机构组成回收机构分为导向机构与捕获机构，二者均为曲柄滑块机构。回收机构由直流电机，丝杠螺母，推杆，导向机构，捕获机构，机架，回收机构外壳以及承力结构件等组成。直流电机驱动丝杠螺母，从而推动推杆驱动导向机构与捕获机构运动。机构主要组成部分如图5所示。其中，图5（a）为导向机构部件，图5（b）为捕获机构部件。AUV回收机构与缆绳对接过程如图6所示。导向杆导向回收缆绳至回收机构末端时，回收缆绳阻断到位检测装置——对射型红外线传感器发射端与接收端信号，传感器产生低电平触发信号，使电机驱动捕获爪产生捕获动作将缆绳捕获。AUV航行时，导向机构图1回收机构图Fig.1Recoverymechanismdiagram第42卷白桂强，等：AUV自主回收捕获机构设计与分析·53·
丝杠螺母，推杆，导向机构，捕获机构，机架，回收机构外壳以及承力结构件等组成。直流电机驱动丝杠螺母，从而推动推杆驱动导向机构与捕获机构运动。机构主要组成部分如图5所示。其中，图5（a）为导向机构部件，图5（b）为捕获机构部件。AUV回收机构与缆绳对接过程如图6所示。导向杆导向回收缆绳至回收机构末端时，回收缆绳阻断到位检测装置——对射型红外线传感器发射端与接收端信号，传感器产生低电平触发信号，使电机驱动捕获爪产生捕获动作将缆绳捕获。AUV航行时，导向机构图1回收机构图Fig.1Recoverymechanismdiagram第42卷白桂强，等：AUV自主回收捕获机构设计与分析·53·
【参考文献】：
期刊论文
[1]国外潜载UUV布放与回收技术研究综述[J]. 曹和云,倪先胜,何利勇,陈欢. 中国造船. 2014(02)
[2]钢丝绳类索结构模型的动力学仿真研究[J]. 方子帆,吴建华. 起重运输机械. 2009(02)
[3]AUV水下对接关键技术研究[J]. 燕奎臣,吴利红. 机器人. 2007(03)
[4]激光雷达测量海水光学水质参数[J]. 陈文革,黄铁侠,柳健. 华中理工大学学报. 1997(05)
[5]橡胶与金属摩擦系数的测定及意义[J]. 王贵一. 特种橡胶制品. 1992(02)
本文编号：3341166
【文章来源】：舰船科学技术. 2020,42(23)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
便携式AUVFig.2PortableAUV
由声学导引转换为光学导引。光学导引设备由光学传感器——摄像机以及灯标组成。直径为1m的灯标安装于V型翼后方，光源为蓝光。由于水下摄像机存在开角，因此AUV距离动基座较近时会进入摄像机盲区。摄像机开角为45°时不同对接高度的盲区范围如图3所示。对接高度1m一方面可以满足AUV定深精度要求，另一方面可以减小AUV回收时盲区距离。AUV进入光学导引盲区后由导引过程转换为对接过程。对接过程中，AUV自主定深定向航行直至完成对接回收。回收对接场景如图4所示。图3摄像机45°开角时盲区范围Fig.3ThecameraAngleof45°openblindarearange图4对接场景图Fig.4Illustrationoftherecoveryscenario1.2回收机构组成回收机构分为导向机构与捕获机构，二者均为曲柄滑块机构。回收机构由直流电机，丝杠螺母，推杆，导向机构，捕获机构，机架，回收机构外壳以及承力结构件等组成。直流电机驱动丝杠螺母，从而推动推杆驱动导向机构与捕获机构运动。机构主要组成部分如图5所示。其中，图5（a）为导向机构部件，图5（b）为捕获机构部件。AUV回收机构与缆绳对接过程如图6所示。导向杆导向回收缆绳至回收机构末端时，回收缆绳阻断到位检测装置——对射型红外线传感器发射端与接收端信号，传感器产生低电平触发信号，使电机驱动捕获爪产生捕获动作将缆绳捕获。AUV航行时，导向机构图1回收机构图Fig.1Recoverymechanismdiagram第42卷白桂强，等：AUV自主回收捕获机构设计与分析·53·
丝杠螺母，推杆，导向机构，捕获机构，机架，回收机构外壳以及承力结构件等组成。直流电机驱动丝杠螺母，从而推动推杆驱动导向机构与捕获机构运动。机构主要组成部分如图5所示。其中，图5（a）为导向机构部件，图5（b）为捕获机构部件。AUV回收机构与缆绳对接过程如图6所示。导向杆导向回收缆绳至回收机构末端时，回收缆绳阻断到位检测装置——对射型红外线传感器发射端与接收端信号，传感器产生低电平触发信号，使电机驱动捕获爪产生捕获动作将缆绳捕获。AUV航行时，导向机构图1回收机构图Fig.1Recoverymechanismdiagram第42卷白桂强，等：AUV自主回收捕获机构设计与分析·53·
【参考文献】：
期刊论文
[1]国外潜载UUV布放与回收技术研究综述[J]. 曹和云,倪先胜,何利勇,陈欢. 中国造船. 2014(02)
[2]钢丝绳类索结构模型的动力学仿真研究[J]. 方子帆,吴建华. 起重运输机械. 2009(02)
[3]AUV水下对接关键技术研究[J]. 燕奎臣,吴利红. 机器人. 2007(03)
[4]激光雷达测量海水光学水质参数[J]. 陈文革,黄铁侠,柳健. 华中理工大学学报. 1997(05)
[5]橡胶与金属摩擦系数的测定及意义[J]. 王贵一. 特种橡胶制品. 1992(02)
本文编号：3341166
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