隨著人類對(duì)海洋資源的不斷探索,與海洋開發(fā)相關(guān)的技術(shù)也取得了一定的突破,各種樣式的無人水下航行器由此產(chǎn)生并得到發(fā)展,其中無人水下航行器的回收技術(shù)是增加其續(xù)航能力的關(guān)鍵技術(shù)之一。針對(duì)目前無人水下航行器水下自主回收存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、對(duì)接成功率低、環(huán)境適應(yīng)性差、成本高等問題,本文結(jié)合某型模擬樣機(jī)自動(dòng)回收系統(tǒng)的工作任務(wù),開發(fā)了一種無人水下航行器自動(dòng)回收系統(tǒng)。該系統(tǒng)由回收絞車組件、回收框架、緩沖與阻尼機(jī)構(gòu)、捕獲器組件、對(duì)接接口組件、模擬樣機(jī)六部分構(gòu)成。首先根據(jù)系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)及功能要求,確定無人水下航行器自動(dòng)回收裝置功能結(jié)構(gòu)及控制方案,對(duì)模擬樣機(jī)進(jìn)行受力分析并通過有限元分析計(jì)算模擬樣機(jī)入水所受到的海浪的最大砰擊力。然后以此為依據(jù)對(duì)其關(guān)鍵部件進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì),包括回收絞車滾筒、自動(dòng)排纜機(jī)構(gòu)、張緊裝置、夾緊機(jī)構(gòu)、承載機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。然后對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),包括回收絞車電機(jī)、張緊輪控制電機(jī)、夾緊機(jī)構(gòu)和承載機(jī)構(gòu)的控制。最后結(jié)合模擬樣機(jī)的自動(dòng)回收裝置的項(xiàng)目對(duì)設(shè)計(jì)的整套系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證,從功能模塊測(cè)試到靜水試驗(yàn)再到近海試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果印證了此種無人水下航行器自動(dòng)回收系統(tǒng)的可行性,且本系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈活性較高、適用性較強(qiáng)、易于操作的特點(diǎn)。
【學(xué)位單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：U674.941
【部分圖文】：

水中箱式回收

圖 1.1 水中箱式回收式固定水下平臺(tái)回收座式固定水下平臺(tái)回收，其中的典型代表是日本東京大學(xué)研發(fā)的海底充電統(tǒng)，回收原理如圖 1.2[11-12]，其原理為：在潛艇甲板上安裝有特殊的回收回收期間，UUV 通過導(dǎo)引機(jī)構(gòu)不斷接近潛艇，并且控制平臺(tái)上的捕捉裝捉捕獲臂，待捕捉完成后 UUV 進(jìn)行艏向和側(cè)向姿態(tài)的調(diào)整并落座在回收最后鎖緊機(jī)構(gòu)將 UUV 鎖住，完成定位。此種回收方式優(yōu)點(diǎn)是回收成功率位精度高，缺點(diǎn)是 UUV 上面安裝捕獲臂需要占用空間，不適用于小型 UUV

圖 1.3 REMUS 100AUV 回收系統(tǒng)從上述兩個(gè)典型回收案例可以看出桿（繩）類回收的優(yōu)點(diǎn)是 UUV 從任何方向靠近均可實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)對(duì)接，缺點(diǎn)是的定位鎖緊機(jī)構(gòu)復(fù)雜，且 UUV 艏部的鎖緊機(jī)構(gòu)會(huì)影響 UUV 運(yùn)動(dòng)性能。1.2.2 移動(dòng)回收平臺(tái)回收(1)錐形導(dǎo)向罩回收方式[14]錐形導(dǎo)向罩回收，美國(guó) WHOI 研制的 REMUS 系列 AUV 的水下自動(dòng)回收系統(tǒng)正是屬于此種回收方式，其工作原理如圖 1.4。母船上裝有回收絞車，絞車下放兩根線纜與回收裝置相連，并限制回收裝置在水平面的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，對(duì)接時(shí)，UUV 通過聲學(xué)引導(dǎo)進(jìn)入圓錐導(dǎo)向罩中，待 UUV 完全進(jìn)入圓錐導(dǎo)向罩后，鎖緊 UUV，控制絞車動(dòng)作完成回收。當(dāng)以這種方式回收時(shí)，回收裝置的入口是固定的，并且通常需要與海水流動(dòng)方向一致，UUV 才能順著海水流動(dòng)進(jìn)入回收裝置。

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本文編號(hào)：2832794