水下打捞靶雷卡具的设计

海军在海上进行鱼靶雷打靶演习,由于各种原因,靶雷常常沉入海底。为了从深海中打捞起价值200万元一枚的靶雷,我们设计了一种简单、适用、体轻的捞雷卡具。该夹具利用连杆机构、斜面摩擦来实现自行夹紧、自锁,可确保打捞安全可靠。其材料选用了一种新型碳纤维环氧复合材料。打捞时,由于演习水域水深超过300m,而这一深度目前潜水人员又无法到达,故将所研制的打捞靶雷卡具,由深潜器(载人深潜器或无人深潜器)携带入水,自行夹紧,锁住靶雷,再由燃气吹除快速上浮装置带出水面,以达到打捞靶雷的目的。     

警用水下机器人本体的设计

介绍了一种在水下进行刑事证物的探测识别、涉案水下现场搜索调查和水下证物打捞作业的警用水下机器人本体。机器人用两个主推进器和两个辅推进器实现其前后、浮潜和左右转弯运动,带有与控制相关的传感器和计算机以及水下探测设备,可实现水下机器人的自主定深航行,并具有对水下目标的光学探测和声纳探测能力。试验验证,该机器人能高效地完成作业使命任务,对水下机器人的设计有一定的借鉴参考价值。     

水下机器人液压泵站设计研究

水下机器人液压泵站设计研究陈建平＊１前言一般陆用液压泵站设计时，其布置方式有三种，即顶置式（泵、电机设在油箱顶部）、旁置式（泵、电机设在油箱旁侧）和浸没式（泵浸没于油中）。根据不同的使用条件，可以选择不同的布置方式。电机、泵一般为标准产品，油箱采用钢...     

水下捕捞机器人水动力学性能分析

海参捕捞机器人在水下捕捞作业时的性能受姿态变化的影响较大,为了使海参捕捞机器人始终保持最佳性能,需要在实际应用前对不同姿态下的捕捞机器人进行水动力学分析。利用计算流体力学软件 中的RNG 湍流模型作为仿真模型,考虑到仿真计算的精度,对近壁区域的处理进行了研究,在湍流模型的基础上加入了标准壁面函数。应用该模型对水下捕捞机器人水平直航、水平斜航和垂直斜航3种姿态下的水阻力和水阻力矩进行分析。结果表明:不同的姿态将影响水下捕捞机器人所受到的水阻力和水阻力矩的大小;在水平直航时捕捞机器人受到垂直向下的作用力较大,而产生的俯仰力矩较小;在水平斜航时漂角对捕捞机器人的影响较大;在垂直斜航时捕捞机器人的垂向力和俯仰力矩均随着流速和攻角的增大而增加。     

水下目标抓取及打捞装置结构设计

设计了一种水下目标抓取及打捞装置,主要实现对目标水下的抓取及水面打捞功能,采用纯机械结构,主要由主开关、机械手、位置锁定机构、浮球脱离机构组成.机械手设计为弧形,方便对目标的抓取;位置锁定机构可实现对机械手张开状态时的锁定;在抓取目标后,浮球脱离机构可实现对浮球的充气及浮球与装置本体的脱离动作,浮球浮出水面即可实现水面...     

水下装备挖掘过程的动力学研究

文中用多体动力学方法对海底机器人挖掘过程的动力学进行了研究.基于海底土壤特征建立了挖掘过程中工具-土壤之间相互作用的土动力学模型,利用莫里斯理论建立了铲斗等水阻力学模型,然后,将上述模型融合到整体挖掘动力学模型中,并采用机械动力学模拟软件ADAMS进行了仿真.     

自治水下机器人运动控制的动力学分析

运动控制是水下机器人自治化的核心,准确的动力学分析为分析控制系统的物理学特性提供了理论依据。以葛特勒为原始母型方程,深入分析了水下机器人在水下运动中的受力情况,建立了水下机器人水下运动的一般方程,为自治水下机器人控制系统的设计和仿真提供了调试环境。     

水下机器人-机械手系统的动力学分析

随着我国海洋开发事业的发展,水下机器人操作手在水下勘探、水下采矿、海洋石油工程等领域发挥着越来越重要的作用。本文提出了一种运用指数积公式和凯恩方程对水下机器人机械手系统进行了动力学建模的新方法。采用该方法可以在同一个坐标体系中描叙系统的运动学,而且在建立动力学模型中可以避免大量的求导运算,并可以得到最少数目的微分方程。模型中考虑了海水的拖曳阻力、机器人与机械手之间的相互作用、推进器推力等因素。研究表明指数积-凯恩方法是一种建立水下机器人-机械手的一种有效方法。     

某水下捕捞机器人的结构设计及水动力学分析

通过对某水下捕捞机器人的外形和机构设计尤其是捕捞机械手和航行推进鳍的设计,设计出一款体积较小专门用于海底水生生物捕捞的水下机器人,基于CFD的水动力学分析仿真得出机器人在水下作业时受到流体水域的压力值,为以后的机器人进行实际水下捕捞作业提供强有力的理论依据。     

仿生水下机器人研究现状及其发展趋势

仿生水下机器人以其高度灵活性及逐渐智能化的特点,成为近年来机器人领域研究的热点。仿生水下机器人按照模仿水下生物的运动方式可分为:仿鱼水下机器人、仿多足爬行动物水下机器人和仿蠕虫水下机器人。文中具体地阐述了这三类中具有代表性的仿生水下机器人的特点。随着科学技术的发展,仿生水下机器人在智能材料制成的驱动装置、游动机理方面会不断地完善,在个体的智能化和群体的协作方面也会有很大的发展。     

水下双功能机器人的机械手设计与分析

随着核电业的快速发展,核电站对水下机器人的使用要求不断提高,并逐渐催生出一种水下爬行与潜浮双功能机器人,在此基础上提出一种水下爬行与潜浮机器人通用的机械手设计方案,通过正逆运动学分析、机械手工作空间的求解与仿真以及基于SolidWorks运动仿真模块的仿真与计算,验证了该机械手设计方案满足要求以及搭载在爬行式和潜浮式机器人上作业的要求。建立了运动学模型,得到了运动学特征方程,解出了机械手运动学正解和逆解,以及工作空间仿真系统,为之后的机械手动力学分析、实时控制和轨迹规划提供了重要的理论基础。     

智能制造机器人多手臂自适应协同控制方法研究

为妥善解决智能制造机器人系统工作效率低、协作能力差的问题,提出基于一主多从的多手臂自适应协同控制方法。通过分析多臂机器人系统结构明确运动关节、驱动关节及姿态调节装置间的关系,并在惯性坐标系中获取机器人系统线动量和角动量,从而构建雅可比矩阵多手臂运动学方程式。基于此,引入分布式理念简化机器人系统通信链路的冗余性,通过一主多从技术构建多手臂自适应协同控制器,实现其在工业制造中的灵活运用。实验表明:在不同工业制造流程中,应用本文方法后,多臂机器人能够精准完成多条手臂协同抓取工作,证明该方法可以为智能制造的进一步发展提供理论指导。     

多目视觉与激光组合导航AGV精确定位技术研究

为进一步提高自动导引车(AGV)的定位精度,提出了一种多目视觉与激光组合导航的精确定位方法。该方法首先提出了一种基于双目视觉实时测量的AGV位姿控制技术,通过多目视觉系统来识别导引线侧的多个圆形标识点完成前瞻预判与精准定姿。采用基于代数距离方差校验的改进型最小二乘拟合椭圆算法来确定各标识中心坐标,结合激光扫描与视觉定位信息,采用无迹卡尔曼滤波算法进行多传感器信息融合,最终实现精确定位。实验结果表明:使用该方法后定位精度明显得到提高,控制曲线更为平滑,定位鲁棒性更好,姿态调整精度可达±0.5°,停车定位精度可达±1 mm。     

基于约束运动水下机器人视觉悬停研究

悬停能力是水下机器人应具备的重要功能之一,本文介绍基于约束运动的水下机器人视觉悬停方法,该方法利用平面单应矩阵估计潜器的运动参数,并利用潜器的运动约束消除运动估计的多解,仿真和真实水下悬停实验验证了该方法具有较好的鲁棒性和跟踪性能.     

产品数据管理中基于特定业务需求的对象建模技术研究

基于企业业务需求的研究分析,采用面向对象方法研究企业活动所涉及的业务对象,探讨相关实际对象的构造及其功能要素的实现技术,支持PDM应用系统满足企业的各种特定业务需求.     

基于极线约束的机器人双目视觉水下焊缝特征匹配研究

本文设计了一种相交光轴的双目视觉结构形式,采用大红+紫红色复合滤光系统获取了较为清晰的水下焊缝图像。采用极线约束的立体匹配方法对水下空间焊缝进行匹配,匹配时先采用糊模增强及模糊边缘检测对水下焊缝图像进行处理,提取了焊缝的边缘及中心线作为匹配特征。然后建立极线方程,找出两图像对应的匹配点,最后求取二匹配点对应的空间坐标。水下匹配实验表明,空间直线的匹配平均误差控制在0.59mm以内,空间折线的匹配平均误差控制在0.65mm以内,能够满足机器人水下焊缝跟踪的要求。     

海洋环境对水下运动目标性能影响分析

海洋环境会对海上装备的性能产生巨大的影响,因此,在研制和使用海上装备时,要对其进行充分考虑.文章分析了海洋环境对水下运动目标的航行及其通信等方面的影响,提出了海上装备对海洋环境的适应性要求.     

水下壁面吸附及移动式机器人传动系统的研制

机器人传动系统是水下壁面移动及吸附式机器人的关键部件,对机器人移动和吸附等功能的实现起着重要的作用.根据机器人的工作要求及作业环境,分析了前驱动和后驱动的特点,确定了驱动方式为后轮驱动;建立了链传动机构的优化设计数学模型,运用优化方法确定了链传动的相关参数;设计了磁吸附机构和驱动装置等,解决了链传动中的张紧、导向和密封等问题.通过实验,验证了该机器人传动系统可在水深20m以浅的作业环境下工作,负重能力可达30kg,运动速度可达8m/min,可越过20mm的凸起障碍物,达到了机器人设计的要求.     

一种水下机器人的水面平台控制系统设计

针对水下机器人进行水下检测时的实时控制和监控问题,对水下机器人的推进器结构、运动方式、通讯方式、机体状态显示方式、运动控制方法等方面进行了研究,对水下机器人实现高效水下检测所需的各功能需求进行了归纳,提出了一种基于Lab VIEW的ROV水下机器人的水面平台控制系统,利用实验水池对水下机器人的人机交互界面和摄像头拍摄图像进行了测试。研究结果表明,该系统能实时监测水下机器人的各项性能数据,能够实现通讯连接、机体状态显示、运动控制等多项功能,实时控制响应迅速,实时监控效果好。     

水下机器人关节电机驱动系统研究

针对水下机器人关节电机驱动系统体积和功耗大的问题,根据对其系统原理和结构的分析,提出了一种采用高集成度器件、小型封装、多层印制电路板、低功耗器件、电能管理等方法来减小其体积和功耗的方法。研制了一套水下无刷直流电机驱动系统,该系统包括驱动电路、控制算法与控制界面,测量了驱动电路的面积和功耗值,并进行了速度伺服实验。研究结果表明:驱动电路的面积减小到仅为8.2 cm2,可以将其直接装入电机中;驱动系统的静态功耗和动态功耗分别为0.24 W和0.5 W,满足水下作业时的低功耗需求;电机装入操作臂时,给定120 r/min参考转速,电机能够在1 s内稳定,并准确地跟踪给定转速,完成水下作业任务。