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  本文關(guān)鍵詞：帶纜遙控水下機(jī)器人水動(dòng)力數(shù)學(xué)模型及其回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《江蘇科技大學(xué)》 2014年

帶纜遙控水下機(jī)器人總體設(shè)計(jì)及流體動(dòng)力特性研究

竇京  

【摘要】：帶纜遙控水下機(jī)器人(ROV)是探測(cè)和開(kāi)發(fā)海洋的“先鋒”,已經(jīng)成為一種重要的水下作業(yè)裝備,并廣泛應(yīng)用于內(nèi)河堤壩檢測(cè)、海洋結(jié)構(gòu)的安裝與維修、深海資源探測(cè)、海洋管線檢修等領(lǐng)域。本文對(duì)國(guó)內(nèi)外典型ROV及其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行細(xì)致調(diào)研與分析,提出了一種多功能、模塊化模態(tài)切換ROV(Mode Conversion ROV,簡(jiǎn)稱MC-ROV),對(duì)其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能計(jì)算,根據(jù)加工圖紙制造樣機(jī),下水試航并測(cè)試了其基本功能。 完成MC-ROV系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)和推進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。對(duì)現(xiàn)有ROV的結(jié)構(gòu)形式、應(yīng)用背景、功能配備、機(jī)械設(shè)計(jì)深入分析,設(shè)計(jì)了可在浮游和爬行模態(tài)之間自由切換的MC-ROV。它利用吸附推進(jìn)器驅(qū)動(dòng)模態(tài)切換模塊運(yùn)動(dòng),改變了縱向電機(jī)的動(dòng)力作用點(diǎn),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)浮游和爬行清污兩種作業(yè)方式的轉(zhuǎn)變,該水下機(jī)器人適用范圍廣、電機(jī)利用率高且控制簡(jiǎn)單。 進(jìn)行MC-ROV各子模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)。確定各子模塊的結(jié)構(gòu)型式、選擇加工材料及水密部件的密封設(shè)計(jì),基于有限元計(jì)算軟件Simulation對(duì)關(guān)鍵的載體框架、耐壓電子艙、模態(tài)切換模塊進(jìn)行了強(qiáng)度校核,結(jié)果表明設(shè)計(jì)強(qiáng)度和剛度均滿足使用要求。利用SolidWorks完成各子模塊的虛擬建模、結(jié)構(gòu)布置和虛擬裝配,總結(jié)一套虛擬樣機(jī)調(diào)平衡法,依照此法進(jìn)行對(duì)機(jī)器人本體調(diào)平直至滿足結(jié)構(gòu)平衡準(zhǔn)則。 基于計(jì)算流體力學(xué)軟件Fluent,開(kāi)展MC-ROV水動(dòng)力性能的初步研究,完成了推進(jìn)器電機(jī)的選型。數(shù)值模擬了不同航速下水下機(jī)器直航、側(cè)移、升沉運(yùn)動(dòng)的水動(dòng)力特性,基于最小二乘法擬合求解出相關(guān)水動(dòng)力系數(shù)。進(jìn)行了水平斜航和垂直斜航的計(jì)算,繪制了不同航速下力／力矩隨漂角／攻角的變化曲線并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析。數(shù)值計(jì)算與分析結(jié)果可為水下機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)性能預(yù)報(bào)和操控性設(shè)計(jì)提供重要參考依據(jù)。 完成了各零件的制作、MC-ROV的安裝與性能測(cè)試。根據(jù)設(shè)計(jì)確定特征尺寸、繪制出MC-ROV各部件的詳細(xì)圖紙,完成了零件加工。參照虛擬裝配流程進(jìn)行樣機(jī)裝配,完成控制系統(tǒng)電路板的安裝、電子線路的敷設(shè)及陸上總體性能調(diào)試。 開(kāi)展了水池自航實(shí)驗(yàn)。在多次實(shí)體調(diào)平和水密實(shí)驗(yàn)后,進(jìn)行了樣機(jī)的試航實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,通過(guò)上位機(jī)操控軟件和操控手柄實(shí)現(xiàn)了對(duì)MC-ROV的靈活操控,樣機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)直航、回轉(zhuǎn)、潛浮、水下攝像四個(gè)基本功能,航行穩(wěn)定性較好。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TP242
【目錄】：

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8 徐國(guó)華;童劍;段國(guó)強(qiáng);潘小炬;;水下機(jī)器人漏水檢測(cè)系統(tǒng)研究[A];2004年船舶與海洋工程學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2004年

9 常文田;孫玉山;毛宇峰;梁霄;;水下機(jī)器人模糊自尋優(yōu)控制器的設(shè)計(jì)[A];全國(guó)自動(dòng)化新技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)會(huì)議論文集（一）[C];2005年

10 王波;蘇玉民;于憲釗;;水下機(jī)器人操縱運(yùn)動(dòng)水動(dòng)力計(jì)算與仿真[A];2008年船舶水動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議暨中國(guó)船舶學(xué)術(shù)界進(jìn)入ITTC30周年紀(jì)念會(huì)論文集[C];2008年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 袁躍東;[N];光明日?qǐng)?bào);2001年

2 劉軍;[N];人民日?qǐng)?bào);2003年

3 袁躍東;[N];中華讀書報(bào);2001年

4 黃建高;[N];西部時(shí)報(bào);2008年

5 本報(bào)記者 錢秀麗;[N];中國(guó)海洋報(bào);2008年

6 通訊員 張洪駿 本報(bào)記者 楊莉;[N];中國(guó)交通報(bào);2012年

7 記者 李儼兒 通訊員 吉娜;[N];中國(guó)船舶報(bào);2013年

8 記者 李琴;[N];中國(guó)船舶報(bào);2013年

9 通訊員 杜興民 記者 沈謙;[N];陜西日?qǐng)?bào);2014年

10 林鷹 一平;[N];中國(guó)船舶報(bào);2004年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 潘立鑫;水下機(jī)器人近水面橫遙減搖控制策略研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

2 劉和平;淺水水下機(jī)器人設(shè)計(jì)與控制技術(shù)工程研究[D];上海大學(xué);2009年

3 高延增;超小型水下機(jī)器人關(guān)鍵性能提升技術(shù)研究[D];華南理工大學(xué);2010年

4 林龍信;仿生水下機(jī)器人的增強(qiáng)學(xué)習(xí)控制方法研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

5 王玉甲;水下機(jī)器人智能狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2006年

6 姜大鵬;多水下機(jī)器人協(xié)調(diào)控制技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

7 楊立平;舵槳聯(lián)控式水下機(jī)器人容錯(cuò)控制技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

8 溫秀平;水下機(jī)器人特性分析及其控制方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

9 常文君;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多水下機(jī)器人協(xié)調(diào)控制方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2004年

10 由光鑫;多水下機(jī)器人分布式智能控制技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2006年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 陽(yáng)兵兵;觀測(cè)型水下機(jī)器人結(jié)構(gòu)及其慣性導(dǎo)航方法研究[D];浙江大學(xué);2008年

2 王彥東;基于定性仿真的水下機(jī)器人故障診斷技術(shù)的研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

3 郭春楊;堤壩檢測(cè)水下機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2008年

4 高霓;熱液探測(cè)水下機(jī)器人的路徑規(guī)劃及仿真[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

5 楊婷;水下機(jī)器人軟件可靠性及故障診斷方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

6 周晗;仿生波動(dòng)推進(jìn)水下機(jī)器人水動(dòng)力計(jì)算與實(shí)驗(yàn)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

7 楊德文;水下機(jī)器人樣機(jī)設(shè)計(jì)及其實(shí)驗(yàn)室水下運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)[D];華南理工大學(xué);2011年

8 鄧威;帶纜遙控水下機(jī)器人三維運(yùn)動(dòng)滑模控制研究[D];華南理工大學(xué);2011年

9 賈智宏;水下機(jī)器人仿真模型及定位系統(tǒng)研究[D];南京理工大學(xué);2004年

10 王玨;小腦模型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器在水下機(jī)器人中的應(yīng)用[D];哈爾濱工程大學(xué);2004年

  本文關(guān)鍵詞：帶纜遙控水下機(jī)器人水動(dòng)力數(shù)學(xué)模型及其回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：226616