水下球形机器人视觉防碰撞编队策略

为解决小型水下机器人编队系统协调周期长、碰撞事故率高等问题,提出一种基于双目视觉的领航者- 跟随编队形成方法。利用水下球形机器人平台的双目视觉系统通过点匹配算法实现机器人的3 维相对定位,将视觉 系统解算的控制量作为机器人运动控制的输入量,根据机器人的运动性能设置安全阈值以实现机器人的水下防碰撞 编队,开展2 个球形机器人的编队实物实验。结果表明,该方法具备有效性。     

基于图像识别的水下机器人自主避障系统

随着人类海洋活动的发展,水下自主机器人成为海洋勘察和科学研究的重要装备。设计一种基于图像识别的水下机器人自主避障系统,在无人干预的条件下实现机器人水下自主巡航、规避障碍、上浮下潜和实时数据传输。该系统采用CMOS模拟摄像头结合LM1881视频分离芯片提取视频模拟信号,MC9S12XS128单片机外部中断功能和内部AD转换器转换成数字信号,被转换出来的数据直接使用边缘检测算法实现障碍物的识别。数字信号和视频流也会经nRF24L01无线数据模块传到上位机,上位机将数据接收后进行相应显示,并可直接显示视频流,对水下环境进行实时监控。同时无线视频采集卡的影像模块采用OpenCV库进行的二次开发,完成上位机更加复杂的图像识别算法。并通过实例进行实验验证。实验结果表明,该系统能通过图像识别实现自主的水底探测和避障,具有较高的性价比和实用价值。     

基于ADAMS 的某履带式机器人机动性能分析

为研究履带式机器人的机动性能,对某履带式移动机器人进行建模及仿真分析。基于该机器人的三维模型,借助动力学仿真软件ADAMS建立该机器人的机动性能分析模型,在此基础上,对其在平地、斜坡和楼梯等路面行驶时的机动性能进行仿真分析。仿真结果表明:仿真结果与理论计算吻合得较好,证明该方法是可信的,能为该机器人的结构改进和运动控制提供依据。     

基于ADAMS的某型发射装置燃气解锁机构运动学仿真分析

为了研究基于某型发射装置设计的新型燃气解锁机构的解锁功能,文中基于虚拟样机软件ADAMS,建立了该燃气解锁机构的仿真模型,通过对该机构不同状态下的解锁工作过程进行运动学仿真分析,并研制出机构的原理样机进行了相关试验,确定机构解锁顺利,功能完整,验证了该机构的解锁运动原理及设计方案的可行性.     

基于GA的碰撞参数优化研究

根据自动武器材料研究其运动仿真时的参数设置,为了提高仿真精度与可信度,将自动武器曲线槽与凸笋的碰撞简化为小球-平板模型,利用ADAMS和ANSYS Workbench软件分别对接触碰撞参数和材料性能参数进行研究,采用单一辨识构造各参数与反跳速度间的映射关系。通过映射关系假设函数关系式并建立目标函数,利用遗传算法对目标函数进行求解,对参数间的函数关系进行优化,最后对优化后取值进行验证。研究结果表明:通过遗传算法优化后得到的反跳速度为784.796 2 mm/s,与理论值的相对误差小于1%.因此通过碰撞材料性能参数推导接触碰撞参数设置值的方法,能够为自动武器碰撞仿真提供一个较为准确、可行的方案。     

基于 ADAMS 的落锤冲击试验台仿真与优化

针对现有落锤冲击试验台在检测过程中的测试结果不可靠的问题,采用 ADAMS 软件进行动力学仿真分析的方法,并基于仿真结果对落锤进行结构优化并验证。通过观察实际测试信号以及利用 ADAMS 进行的动力学仿真结果,确定落锤冲击试验台存在的设计缺陷;针对存在的结构缺陷对落锤进行结构优化;再对优化后的落锤进行实际测试验证与仿真验证。结果表明,优化后的落锤既提高了工作可靠性,也保证了检测结果误差较小,测试结果可靠。     

基于ADAMS的某重型载货汽车的平顺性仿真研究

基于多体动力学软件ADAMS,建立了包括前后悬架、轮胎、车架、驾驶室、动力系统等总成的重型载货汽车的整车模型,对整车模型进行了随机路面的虚拟平顺性仿真测试,并对试验样车进行了道路试验.将仿真结果与试验数据进行对比,研究结果表明:整车模型仿真数据比较准确,所建立的整车多体动力学模型可以用于实际车辆的平顺性仿真分析.     

基于 ADAMS 机枪射击稳定性动力学仿真分析

针对大口径机枪射击稳定性低的问题,提出一种利用膛内火药气体能量来减小枪口跳动的稳定控制装置;鉴于枪管在稳定力作用下会发生变形,采用一种支架装置来加强枪管的刚度;基于刚柔糅合、多柔体动力学理论,以ADAMS、Matlab 软件为平台,对改进后的机枪进行仿真,枪口跳动的最大位移值下降了46％,脚架振动的最大位移值下降了41％,射击稳定性得到明显提高。     

基于ADAMS 的某防暴榴弹发射器仿真分析

为验证某防暴榴弹发射器的可行性,将虚拟样机技术引入到自动武器的研究中,应用动力学仿真软件对其进行数值仿真分析。在SolidWorks中建立其三维模型,根据ADAMS软件的建模原理,将三维模型简化后导入ADAMS中,通过定义运动副、约束及施加载荷建立了某防暴榴弹发射器的虚拟样机模型。在此基础上,对发射器的自动机、击发机构和供弹机构进行了仿真分析。仿真分析结果验证了所设计模型的合理性,为进一步的工作奠定了基础。     

基于ADAMS 的某机枪浮动装置动力学仿真分析

为减小重机枪发射过程中的后坐力,提升武器系统发射稳定性,建立安装有浮动装置的机枪系统发射动力学模型。基于多体动力学理论,以ADAMS软件为平台,建立某通用机枪的虚拟实验,并对其进行动力学仿真,得到机枪射击过程中机框浮动速度和后坐力曲线。结果表明:重机枪采用合适的浮动发射机构能大幅度降低射击后坐力,可为改进重机枪系统射击性能提供参考。     

基于ANSYS Workbench的水下航行体壳体结构优化

壳体结构的质量大小直接影响水下航行体的整体性能,传统的优化方法工作量大,计算也较复杂。本文运用有限元软件ANSYS Workbench中的Design Exploration模块对壳体壁厚、环形肋的截面宽度和高度、环肋间距进行优化,在保证壳体满足强度和稳定性要求的情况下,将壳体的质量最小化。通过此方法对水下航行体壳体结构进行优化,得到最优化的壳体结构质量,对水下航行体的整体设计具有一定的指导意义。     

基于遗传算法的AUV壳体环肋模糊可靠性优化设计

水下航行器壳体主要采用环肋加强设计稳定性,环肋设计的好坏直接影响水下航行器的性能。本文考虑有关设计参量所具有的随机性和模糊性,将遗传算法、可靠性设计和模糊数学有机地结合起来,建立了基于遗传算法的环肋模糊可靠性优化设计模型,在给定可靠度要求的条件下对水下航行器壳体不同类型的环肋进行了结构优化。通过算例分析表明,该优化设计方法不仅可以保证可靠性指标的要求,而且设计效率高,收敛速度快。     

基于水下管道巡检机器人的优化设计方案

针对传统水下管道巡检机器人设计存在的弊端,设计一款水下巡检机器人。结合前沿技术及水下智能机 器人的发展趋势,通过加载双目摄像头,实现对水下管道小范围的目标精准定位,并配合机械手远程遥控完成管道 表面异物清除及回收。结果表明：该机器人结构合理,功能完善,稳定性与操控性能良好。     

变缆长拖缆AUV纵向运动建模与仿真

针对拖缆自主水下航行器（AUV）运动过程中引起的拖缆长度变化问题,采用集中质量法建市了拖缆的运动方程,根据刚体动量定理及动量矩定理建赢了拖缆AUV的纵向运动方程,在此基础上补充推导了AUV拖缆运动过程的变缆长边界方程。联市拖缆运动方程、AUV纵向运动方程及边界方程得到变缆长拖缆AUV纵向运动方程。基于此方程,应用4阶Runge—Kutta法对采用相同控制律方程的兀缆及有缆AUV进行了对比运动仿真。仿真结果表明,随着运动过程中拖缆长度的不断增长,拖缆对AUV的作用力不断增大,对AUV各运动参数的影响也不断增大,且对AUV轴向运动速度的影响最为明显。     

一种水下航行器轨迹发生器的设计与仿真

为了减少水下航行器（AUV）导航系统算法开发过程中跑车试验及半实物仿真等所耗费的资金和时间,提出一种水下航行器轨迹发生器的设计方法。利用所给出的轨迹微分方程,反推得出生成轨迹参数公式和惯性信息公式,同时给出水下航行器在直航、转弯和爬潜等常见的运动状态下轨迹发生器的具体输入,并将生成的惯性量测值（加速度和陀螺值）输入捷联式惯性导航算法。验证结果表明,利用所设计的轨迹发生器可以为研究导航算法提供模拟的数据,具有工程实际意义。     

基于系统论方法的AUV测试系统

随着自主式水下机器人（AUV）实现功能日趋复杂,对其研究引起了人们的极大兴趣,但传统的测试手段已不适应现代的复杂系统。本文简要介绍了开放的复杂巨系统的基本概念,并从系统学的角度出发,提出了一个新的AUV测试系统。该测试系统是一个能够对AUV的体系结构以及编队协同等进行演示验证的实时半实物仿真系统,是开展AUV研发的有效手段。给出了基于web的测试系统的研究模型与总体框架,并对AUV实时仿真模块进行了深入剖析。远程AUV测试系统的采用为提高安全性以及减少试验成本与研发周期提供了有效的解决途径。     

自主水下航行器回旋运动总体参数敏感性分析

为研究总体参数变化对自主水下航行器回旋运动稳定性的影响,针对水下航行器回旋运动总体参数的敏感性进行分析。在建立水下航行器六自由度空间运动方程的基础上,运用MATLAB/Simulink模块对水下航行器的空间回旋状态进行了数值仿真,得到了水下航行器空间回旋运动的规律。对各总体参数,如浮力、重心浮心距、重心下移量、重心侧移量变化对水下航行器的回旋速度、回旋角速度、回旋深度、回旋空间运动等回旋特性的影响进行了数值计算及分析,结果表明:浮力变化对水下航行器运动特性影响不大,重心浮心距变化会使俯仰角发生变化,重心下移量增大会提高水下航行器运行的稳定性,而重心侧移量增大则会降低其稳定性。