陸地資源在人類長(zhǎng)期無度開采的情況下已面臨著逐漸枯竭的巨大危機(jī),21世紀(jì)必然是海洋開發(fā)的世紀(jì)。水下機(jī)器人作為海洋監(jiān)測(cè)、深水觀測(cè)、資源勘測(cè)的重要載體平臺(tái),該研究領(lǐng)域已成為國際上研究探索的重要領(lǐng)域。隨著各種研究資源的大力投入,各種新型水下航行器相繼問世,我國近年來在這個(gè)領(lǐng)域也有所突破,但對(duì)于全泵驅(qū)動(dòng)控制方法下航行的水下機(jī)器人的研究仍處于比較初級(jí)的階段。本文以小型水下機(jī)器人為基礎(chǔ),主要對(duì)全泵噴水驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、矢量推進(jìn)方法與噴水驅(qū)動(dòng)方式的結(jié)合以及水下機(jī)器人的結(jié)構(gòu)優(yōu)化進(jìn)行了相關(guān)研究。研究的主要內(nèi)容如下:（1）通過系統(tǒng)了解新型水下航行器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀后,在設(shè)計(jì)概念上提出一種噴水驅(qū)動(dòng)方式與矢量推進(jìn)方法相結(jié)合的小型水下機(jī)器人推進(jìn)系統(tǒng)。摒棄傳統(tǒng)的螺旋槳推進(jìn)方式和船舵控制方法,設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,性能比較穩(wěn)定的矢量推進(jìn)噴水系統(tǒng),提高了機(jī)器人的隱蔽性以及機(jī)動(dòng)靈活性。（2）對(duì)有關(guān)于水下機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的兩種空間坐標(biāo)系之間的相互轉(zhuǎn)化方法進(jìn)行了闡述,對(duì)其實(shí)施動(dòng)力學(xué)建模,研究其運(yùn)動(dòng)方程以及動(dòng)力學(xué)方程,根據(jù)所設(shè)計(jì)的推進(jìn)方法,探究水下機(jī)器人航行過程中流體動(dòng)力的特點(diǎn)并對(duì)其計(jì)算方法進(jìn)行總結(jié)。（3）參考噴水推進(jìn)船舶的動(dòng)力組成,結(jié)... 

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 選題的理論意義和實(shí)用價(jià)值
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
        1.2.1 水下機(jī)器人研究概況
        1.2.2 噴水驅(qū)動(dòng)的發(fā)展和研究現(xiàn)狀
        1.2.3 水下機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)方式和發(fā)展趨勢(shì)
    1.3 本文的研究?jī)?nèi)容
2 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
    2.1 水下機(jī)器人驅(qū)動(dòng)方式
        2.1.1 螺旋槳驅(qū)動(dòng)
        2.1.2 噴水驅(qū)動(dòng)
    2.2 水下機(jī)器人航向控制方法
        2.2.1 舵的控制
        2.2.2 矢量推進(jìn)方式
    2.3 噴水矢量推進(jìn)方案設(shè)計(jì)
        2.3.1 推進(jìn)器數(shù)量的確定
        2.3.2 推進(jìn)器的布置設(shè)計(jì)
        2.3.3 推進(jìn)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
    2.4 本章小結(jié)
3 水下機(jī)器人動(dòng)力學(xué)建模與分析
    3.1 坐標(biāo)系
    3.2 狀態(tài)向量表示
        3.2.1 坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換
        3.2.2 速度的坐標(biāo)換
        3.2.3 角速度的坐標(biāo)換
    3.3 水下機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)方程
    3.4 本章小結(jié)
4 系統(tǒng)性能分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    4.1 水下機(jī)器人性能的影響因素
    4.2 噴水驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
        4.2.1 噴水驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)原理
        4.2.2 噴水驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)管路的水力損失
    4.3 矢量推進(jìn)性能分析
        4.3.1 經(jīng)典運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)方法
        4.3.2 噴水驅(qū)動(dòng)下推力的矢量化模型
    4.4 噴口流量分配設(shè)計(jì)
        4.4.1 直線前進(jìn)過程中的流量分配
        4.4.2 轉(zhuǎn)向過程中的流量分配
    4.5 本章小結(jié)
5 水下機(jī)器人水動(dòng)力仿真與結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    5.1 CFD基礎(chǔ)與模型建立
    5.2 主體外形的設(shè)計(jì)與優(yōu)選
        5.2.1 四種經(jīng)典主體外形
        5.2.2 ICEM網(wǎng)格劃分與試算條件設(shè)定
        5.2.3 網(wǎng)格獨(dú)立性驗(yàn)證
        5.2.4 四種主體外形的水動(dòng)力特性分析
    5.3 水平機(jī)翼的參數(shù)優(yōu)選
    5.4 進(jìn)水口位置的優(yōu)選
    5.5 噴口結(jié)構(gòu)的優(yōu)選
        5.5.1 三種噴口結(jié)構(gòu)
        5.5.2 噴口結(jié)構(gòu)內(nèi)外流場(chǎng)仿真分析
    5.6 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
參考文獻(xiàn)


【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3727065