超短基线升降装置设计与研究

发布时间：2020-06-08 14:17

【摘要】：21世纪是海洋的世纪，海洋探测是首要解决的问题。超短基线（USBL）是一种水下定位探测技术，在目前普遍应用于海洋开发探测等方面，主要功能是，用于确定ADS、ROV、潜水员以及水下其他载体的精确位置。超短基线升降装置是超短基线应用技术的重要组成部分，其工作的可靠性和精度决定着超短基线定位系统测量的准确性。目前，国外超短基线技术相对成熟，配套设施完善，精度较高在1%左右。我国伴随着这些年对海洋事业的重视，也取得了一系列成果，特别是哈尔滨工程大学在国家863项目支持下取得了显著的成果，研发出我国具有自主产权的超短基线定位系统。然而相关配套设备，尤其是其船铠升降装置的研究却止步不前，未能达到国产化要求。本文在考察了国外超短基线升降装置特点的基础上，针对大洋一号船体，提出了一种新型的超短基线升降装置的设计方案。详细介绍了该装置的设计思路、整体结构、主要部件工作原理及仿真分析和实验情况。该装置采用双出轴多排链结构进行动力传递；采用高精度直线导轨进行主轴导向和定位；采用大型自密封滑动轴承使运转安全可靠；采用电气控制装置运行稳定。最后，试制成功第一台具有完全自产权的超短基线升降装置，并进行了性能测试，结果表明，本设计方案切实可行，完全满足并在某些功能的实现上超出设计要求。本设计先在三维设计软件Pro/E4.0上完成初始三维建模和装配工作。之后利用Pro/E的运动仿真模块分析竖杆的运动合理性，并根据分析结果对模型进行修改。之后对装置关键零部件及连接件进行设计计算，求得在设计要求下竖杆的最佳尺寸规格，结果得出后，以此为依据对升降装置的其他零部件进行详细设计。然后利用有限元分析软件ANSYS workbench对所设计的升降平台各零部件进行有限元分析校核，根据分析结果修正部分零部件。最后，试制成功第一台国产化的超短基线升降装置，陆上模拟试验证明，该设备的性能可靠，维修保养方便。实践证明，该设计方案定位精度的提升有利于提升超短基线整体系统定位精度。
【图文】：

升降装置,设计流程图

烟台大学硕士学位论文设计和零部件的设计选择上要求也相对较高，这也是此次设计过电脑技术，充分利用三维绘图软件Pro/E和有限元分析软件ANS线升降装置的设计过程进行模拟分析和优化设计。[8]设计主要流维设计与尺寸的确定，电机及其重要零部件的参数选择，关键结后续的优化设计，仿真模拟及有限元分析，实验验证。前期工作利用三维软件PRO/E进行三维建模，确定结构和尺寸，并在该基仿真展示和二维图纸的制作，待分析完毕，结构完善，指导后期。图如下：

示意图,液压传动,方案,传动方式

烟台大学硕士学位论文2 整体方案设计要传动形式的选择和比较降装置的设计最主要的部分就是竖杆的升降传动问题，在进行过对现所存在的不足和问题做一定的了解后，考虑到本设计属于较长距离，经过仔细研究讨论，初步确定了三种升降传动方案，[9]因为该设计对较高，考虑到运行和工作稳定性，，传动方式均采用双套机构两边支：液压传动。压传动方式，其方案示意图如2-1所示。
【学位授予单位】：烟台大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P715.5

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