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船舶维护水下柔性机器人结构与仿真研究

发布时间:2021-01-04 17:27
  随着国际上船舶业的发展,水下机器人朝着船舶航行过程中所配套的检测设备发展,是快速检测船体的重要手段之一,具有举足轻重的作用。自治水下机器人(AUV)的应用前景非常广阔,浅水观察级AUV的研究对于我国浅水水域检测与探索具有重大意义。针对目前船舶航行中维护检测方面的需要,结合国内外AUV的设计方法,本论文开发了一种柔性结构水下机器人。该机器人能实现小范围快速转弯、动作灵活,抗疲劳性能好等功能,为船舶的快速维护检测提供有力保障,有效防止船体故障的进一步恶化。在研究了国内外AUV与柔性机器人的发展现状、结构设计形式和总体设计方案等的前提下,根据本论文设计的AUV的工作环境与作业目的设计了虚拟结构样机。本论文主要设计了AUV的柔性主体、舱体方案、密封结构与推进模块;重点提出了对柔性主体的自身转弯—利用舵机控制与推进器的差速推进快速转弯;从密封圈的类型,材质去选择,在主要密封部位设计L型三级密封结构,结构内部为波浪线型表面,增大密封圈的接触面积,增加了磨擦阻力,减小密封圈变形以达到更好的密封效果。采用4个主推进器与4个平衡推进器作为AUV的驱动部分,其能达到快速推进,满足AUV的平衡性。建立了AU... 

【文章来源】:广州大学广东省

【文章页数】:78 页

【学位级别】:硕士

【部分图文】:

船舶维护水下柔性机器人结构与仿真研究


沉船事故Fig.1-1Withtheaccident

照片,水下机器人,中国科学院,深海生物


1.2 国内外研究现状1.2.1 国内研究现状我国水下机器人研究工作始于上世纪 80 年代,至今在技术上取得了突破性的成果。机器人专家蒋新松院士带领中国科学院沈阳自动化研究所和上海交通大学、合作于八十年代中期成功研制了我国第一台水下机器人 海人一号(图 1-2),开启了中国人在海下运载器方面的探索[3-4]。随后 探索者 号(图 1-3),实现了我国水下机器人从有缆到无缆的重大飞跃。1995 年,中国科学院沈阳自动化研究所与多个研究单位合作研制的 CR-01 型潜水器(图 1-4)潜海成功,下潜深度达到 6000m,续航能力也有极大的提高,并于 1997 年进行了深海资源勘测作业。2012 年 6 月,蛟龙号 载人潜水器(Human Occupied Vehicle,简称 HOV)(图1-5)第五次下潜最大深度达 7062m,并在下潜作业中取得 3 个水样,2 个沉积物样,1 个生物样品且抓拍到很多深海生物照片。

照片,探索者,水下机器人


1.2 国内外研究现状1.2.1 国内研究现状我国水下机器人研究工作始于上世纪 80 年代,至今在技术上取得了突破性的成果。机器人专家蒋新松院士带领中国科学院沈阳自动化研究所和上海交通大学、合作于八十年代中期成功研制了我国第一台水下机器人 海人一号(图 1-2),开启了中国人在海下运载器方面的探索[3-4]。随后 探索者 号(图 1-3),实现了我国水下机器人从有缆到无缆的重大飞跃。1995 年,中国科学院沈阳自动化研究所与多个研究单位合作研制的 CR-01 型潜水器(图 1-4)潜海成功,下潜深度达到 6000m,续航能力也有极大的提高,并于 1997 年进行了深海资源勘测作业。2012 年 6 月,蛟龙号 载人潜水器(Human Occupied Vehicle,简称 HOV)(图1-5)第五次下潜最大深度达 7062m,并在下潜作业中取得 3 个水样,2 个沉积物样,1 个生物样品且抓拍到很多深海生物照片。

【参考文献】:
期刊论文
[1]橡胶O形圈最大接触压力、IRHD硬度和压缩率之间的函数关系研究[J]. 邓向彬,黄乐,向宇,武建军.  橡胶科技. 2019(03)
[2]基于ANSYS软件的RV减速器有限元分析[J]. 黄振锋,梁顺可,唐子坚,汤星星,廖智明.  机械制造. 2019(02)
[3]强化研磨加工中喷射压力对模具钢表面硬度的影响[J]. 陶建华,卢进星,黎达成,韩金刚,吴庭筠.  组合机床与自动化加工技术. 2019(01)
[4]基于ANSYS Workbench的直通式截止阀流道的分析[J]. 陈鹏,张寒,罗双,樊学良,陈廷兵.  现代机械. 2018(06)
[5]考虑柔性构件的含间隙机构动力学分析[J]. 王兴东,陈波,孔建益,张华.  组合机床与自动化加工技术. 2018(11)
[6]水嘴内部的湍流数值模拟[J]. 江帆,徐勇程,陈江栋,祁肖龙,陈玉梁,卢浩然.  广州大学学报(自然科学版). 2018(05)
[7]不同开度下水阀的数值分析[J]. 江帆,徐勇程,陈江栋,卢浩然,陈玉梁,祁肖龙.  广州大学学报(自然科学版). 2018(04)
[8]强化研磨加工最佳工艺参数的实验研究[J]. 陶建华,黎达成,吴庭筠,李俊铭,刘晓初.  工具技术. 2018(07)
[9]基于分解压力原理的水下机器人主体密封结构设计[J]. 陈饰勇,刘晓初,王立涛,李彬,何晓宏,何新英.  润滑与密封. 2018(04)
[10]强化研磨加工渗氮性能实验及其分析[J]. 刘晓初,陈宥丞,周佳华,覃哲,赵传,张建文.  组合机床与自动化加工技术. 2017(10)

博士论文
[1]一种可模块化组装柔体机器人的柔性智能模块化结构[D]. 金虎.中国科学技术大学 2016

硕士论文
[1]基于嵌入式ARM的无人作业船控制系统研究[D]. 花睿.大连理工大学 2018
[2]遥控水下机器人控制系统设计及试验分析[D]. 杨雨潇.东北石油大学 2018
[3]模块化水下机器人设计及力学分析[D]. 裴蕾.西安工业大学 2018
[4]吸附式海缆检测潜航器系统设计及动力学分析[D]. 杨子赫.杭州电子科技大学 2018
[5]浅水观察型带缆遥控水下机器人设计[D]. 裴海鹏.杭州电子科技大学 2018
[6]基于ANSYS的声学升降装置主轴性能研究与分析[D]. 丁兆露.烟台大学 2017
[7]微小型仿生水下机器人关键技术研究[D]. 卞泽武.山东科技大学 2017
[8]UR5型机器人的运动学分析与标定实验研究[D]. 蔡肖肖.浙江理工大学 2017
[9]负浮力水下无人机概念设计及动力学行为研究[D]. 马骉.天津大学 2017
[10]水下结构检测与作业ROV研制及导航方法研究[D]. 刘慧婷.江苏科技大学 2016



本文编号:2957140

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