深達(dá)11000米的馬里亞納海溝富含多金屬結(jié)合礦區(qū)、富鈷結(jié)合礦區(qū)等多種珍貴資源,不僅如此,由于其位于海底最深處,對(duì)于探索地球的發(fā)展史也極具價(jià)值。隨著詹姆斯·卡梅隆乘坐“深海探索者號(hào)”成功潛入馬里亞納海溝,人們認(rèn)識(shí)到了海底最深處。但海底最深處的環(huán)境條件遠(yuǎn)比人們想象中復(fù)雜,尤其是對(duì)液壓系統(tǒng)的影響。因此,全海深環(huán)境條件對(duì)液壓機(jī)械手控制系統(tǒng)提出了更高的要求。本論文針對(duì)全海深環(huán)境的“高壓低溫”特性,重新設(shè)計(jì)機(jī)械手所用油缸中O型密封圈對(duì)應(yīng)的溝槽尺寸;根據(jù)液壓油的“粘壓關(guān)系”和“粘溫關(guān)系”,建立適用于全海深環(huán)境的機(jī)械手控制模型;利用負(fù)載傳感技術(shù)提出適用于全海深液壓機(jī)械手的變增益控制算法。全文共分六章:第一章,介紹了論文研究背景,通過分析全海深環(huán)境的“高壓低溫”特性對(duì)機(jī)械手控制系統(tǒng)的影響,并分析常用機(jī)械手控制算法,提出本論文的研究意義與研究的主要內(nèi)容。第二章,從硬件、軟件架構(gòu)和控制算法三個(gè)方面分析了全海深環(huán)境的“高壓低溫”特性對(duì)機(jī)械手控制系統(tǒng)的要求,著重研究了海水深度與控制系統(tǒng)、壓力反饋與負(fù)載計(jì)算方法。第三章,針對(duì)全海深環(huán)境的“高壓低溫”特性,利用粘度與壓力和溫度的關(guān)系,建立萬米深海環(huán)境對(duì)應(yīng)的壓損模型;... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：121 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１馬里亞納海溝地理位置示意圖??

Ｏｒｉｏｎ?７Ｐ結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)作靈巧，目前為止，其是最為常用的水下機(jī)械手，曾經(jīng)搭載到??多國的載人潛器上，比如我國的蛟龍?zhí)栐茫希颍椋铮?７Ｐ進(jìn)行深海探索作業(yè)。其重量輕、動(dòng)??作靈活的特性使其可以完成大部分深海作業(yè)，實(shí)物圖如圖１．３所示。??Ｍａｇｎｕｍ?７Ｆ屬于加拿大ＩＳＥ公司自主研發(fā)的液壓機(jī)械手，具有七個(gè)自由度，如圖１．４??所示。中國廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局購買過一臺(tái)，并搭載在海獅號(hào)ＲＯＶ上進(jìn)行作業(yè)。??我國深海潛水器的發(fā)展較晚，關(guān)于深海液壓機(jī)械手的研制則更是晚于外國，技術(shù)上也??相對(duì)較弱，因此之前一些深海探索的深海潛器搭載的作業(yè)型機(jī)械手不少都需要進(jìn)口。二十??世紀(jì)初，國內(nèi)有不少高校和高科技研發(fā)機(jī)構(gòu)投身到機(jī)械手的設(shè)計(jì)研發(fā)中，并取得了一定的??成果，比較成功的有浙江大學(xué)在“十一五”期間設(shè)計(jì)的７０００米級(jí)主從式位置閉環(huán)液壓機(jī)??械手、中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所研制的伺服控制機(jī)械手等，如圖１．５、圖１．６所示。??４??

?＾??１??圖１．?３美國Ｓｃｈｉ?１?ｉｎｇ公司的Ｏｒｉｏｎ?７Ｐ機(jī)械手?圖１．?４加拿大ＩＳＥ公司的Ｍａｇｎｕｍ?７Ｆ機(jī)械手??雖然我國在深海潛器這塊發(fā)展較晚，但在針對(duì)萬米環(huán)境的機(jī)械手技術(shù)中，我國走在了??世界的前列，浙江大學(xué)在７０００米級(jí)深海液壓機(jī)械手的基礎(chǔ)上正在積極研發(fā)適用于一萬一??千米的全海深液壓機(jī)械手技術(shù)，在不久的將來，中國有望在全海深技術(shù)上超越國外。??ｉ?觀??圖１．５浙江大學(xué)七功能主從位置控制機(jī)械手?圖１．６沈陽自動(dòng)化研究所伺服控制機(jī)械手??１．３．１．２深海液壓機(jī)械手應(yīng)用??深海液壓機(jī)械手的應(yīng)用范圍主要是在深海作業(yè)Ｉ１，９，１＇包括油氣田、礦物開采、科學(xué)??考察和軍事用途等：??（１）水下油田建造維修??由于水下環(huán)境的復(fù)雜性，當(dāng)油氣田需要維修時(shí)，有些情況下不可能讓修理人員潛入深??海去維修水下油田，而以ＲＯＶ或ＡＵＶ為載體的機(jī)械手可以代替人們?nèi)?zhí)行一些比較危??險(xiǎn)和復(fù)雜的任務(wù)，比如油氣田設(shè)備的焊接、設(shè)備的對(duì)接與分離工作等。液壓機(jī)械手在深海??應(yīng)用具有極大發(fā)展

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