基于液动的水下船体清刷机器人的研究

为了自动清刷水下船体表面附着的海生物和锈蚀等,降低船舶的航行阻力,研究了水下船体表面清刷机器人.分析了国内外水下清刷技术发展现状,针对水下船体清刷技术要求,分析和设计了机器人的泵油回路、推力吸附回路、行走转向回路和清刷系统回路、机器人的总体控制策略和实验方案.通过实验表明了水下船体清刷机器人各项性能达到了设计要求.     

湿法水下焊接及水下焊接机器人技术进展

海洋作为能源、食品和原材料的重要来源地,越来越受到世界各国研究人员的重视.大量海洋工程的出现,对水下焊接技术提出了更高的要求.着眼于水下焊接中的湿法焊接技术,介绍了国内外的最新发展,概括了当前研究的两个重要领域,即水下焊接专用焊务的研制和湿法焊接用传感器;指出水下焊接机器人是实现人类从浅水走向深水的必然选择,从水下焊接机器人的机构设计和密封设计、远距离通信及遥控焊接等方面介绍了当前水下焊接机器人的技术进展.     

仿生机器人研究进展综述

随着机器人技术和仿生学的发展,仿生机器人的研究正受到学者们的普遍关注。在对仿生机器人进行分类的基础上,从地面仿生机器人、水下仿生机器人以及空中仿生机器人3个方面简要介绍了国内外典型仿生机器人的最新研究进展,并介绍其发展趋势。     

基于水下环境样品采集的水下机器人运动控制策略研究及其展望

探讨了基于水下环境样品采集的水下机器人系统的运动控制问题,对其运动控制模型特点以及运动控制策略进行了概括总结。根据水下环境样品采集任务的发展要求,对水下机器人系统运动控制策略发展趋势进行了归纳。随着水下环境样品采集质量的提高,指出发挥智能控制算法在水下机器人系统外场试验中的应用价值,是水下机器人系统在复杂环境中高效率完成水下环境样品采集任务的关键。     

模糊PID算法的水下机器人控制系统优化

为应对复杂的水下工作环境,提高水下机器人工作时的稳定性、灵敏度和抗干扰能力,提出一种模糊PID算法对水下机器人原控制系统进行优化。优化后的水下机器人机械结构、控制系统硬件架构不变,仅通过改变软件程序对水下机器人进行模糊PID控制。水下机器人工作时,各类传感器把现场的环境参数转化为电信号,经预设的模糊库进行模糊化处理后发送给STM32控制器;STM32控制器按预设的程序对模糊化信号进行处理,处理完去模糊化后的电信号后发送给执行元件,从而实现水下机器人的模糊PID控制。MATLAB/Simulink仿真和水下测试结果显示：与经典PID算法比较,经模糊PID算法优化后的水下机器人反应更灵敏、系统更稳定、抗干扰能力更强,达到了预期的效果。     

水下机器人技术在焊接中的应用现状与前景

就水下机器人技术的发展。结合目前水下焊接面临的技术问题，介绍了水下机器人技术应用于水下焊接的现状和前景；介绍了目前的焊缝跟踪技术、电弧图像处理技术以及遥控焊接技术。     

《电焊机》杂志2006年7-12月份刊登计划

刊登时间刊登主题主要内容2006年7月水技下术焊割水下焊接与切割技术的现状与发展趋势;水下焊割设备及材料;水下管道焊接技术;水下激光焊接技术;水下等离子弧切割技术;水下超声焊接;水下焊接机器人;水下焊接电源及送丝机构;水下焊工队伍的培训;水下焊接与切割的安全及防护。2006年8月新型焊割设备各种新型焊割设备的开发、研究、应用以及发展趋势等。2006年9月电阻焊技术国内外电阻焊技术现状与发展趋势;电阻焊接头形成理论;新型工业材料电阻焊焊接性研究;新型电阻焊机以及电阻焊变压器的设备;新型点焊机器人;特种及专用电阻焊机;自动化电阻…     

《电焊机》杂志2006年7～12月份刊登计划

刊登时间刊登主题主要内容2006年7月水技下术焊割水下焊接与切割技术的现状与发展趋势;水下焊割设备及材料;水下管道焊接技术;水下激光焊接技术;水下等离子弧切割技术;水下超声焊接;水下焊接机器人;水下焊接电源及送丝机构;水下焊工队伍的培训;水下焊接与切割的安全及防护。2006年8月新型焊割设备各种新型焊割设备的开发、研究、应用以及发展趋势等。2006年9月电阻焊技术国内外电阻焊技术现状与发展趋势;电阻焊接头形成理论;新型工业材料电阻焊焊接性研究;新型电阻焊机以及电阻焊变压器的设备;新型点焊机器人;特种及专用电阻焊机;自动化电阻…     

扑翼滑翔水下机器人结构设计与CFD分析

文章针对海底管线必须定期进行检测这种情况,提出利用扑翼滑翔水下机器人对海底管线进行检测的方案,并对扑翼滑翔水下机器人的总体结构、动力装置和浮力调节装置等进行了结构设计。利用FLUENT软件,对水下机器人在滑翔状态时,仿生扑翼的几种不同俯仰角度和外形尺寸进行了数值分析;结果表明,当仿生扑翼的俯仰角为5°和增大仿生扑翼的展弦比和根梢比时,水下机器人具有较优的大升阻比流体动力性能。     

自治式水下监测机器人的动态性能分析

文章介绍了两种自治式水下监测机器人:垂直运动水下机器人和滑翔运动水下机器人,讨论了它们各自的特点与工作方式.结合水下监测机器人的试验模型,该文对其沉浮阶段的运动过程进行了动力学分析,讨论了它们在垂直剖面上的运动情况,推导了动力学方程.这些对于确定水下监测机器人的各项参数和设计控制器与观测器具有重要的指导价值.     

气控式水下机器人建模与动态性能分析

为了填补民用浅海领域水下机器人产品的空白,提出并设计一种基于气控技术的水下探测机器人。该机器人装备了水下摄像头,可以使用于近海养殖行业对水下环境和鱼类生长情况进行实时监控。水下机器人运动时要求具备稳定的动态性能,而水下工作环境多变,会使机器人运动精度受到影响。针对该机器人潜浮过程设计一个闭环控制系统,通过动态反馈来纠正速度偏差。介绍了该闭环控制系统的组成和工作原理,在此基础上推导了系统各部分的传递函数和总传递函数,并采用PID校正调节系统参数,从而确保了系统的可行性和稳定性。     

廉价非金属资源合成环境友好Sialon/SiC复相陶瓷

以大量的固体废弃物金属尾矿和天然的可再生资源黄河泥沙为主要原料,利用炭黑作还原剂,采用碳热还原氮化法合成了Ca-α-Sialon/SiC复相陶瓷粉.用X射线衍射法测定产物相组成及相对含量,研究了合成温度和保温时间对反应过程的影响.结果表明:合成温度对Ca-α-Sialon/SiC陶瓷粉体的合成过程影响显著,随着合成温度升高,产物中Ca-α-Sialon相含量增大,1580 ℃时Ca-α-Sialon相含量达最大.保温时间对产物相组成的影响不十分显著,但较长的保温时间可以使还原氮化反应进行得更充分,保温8 h的试样中Ca-α-Sialon相含量达到了81%.合成过程中SiO的挥发导致试样较大的质量损失,且随着合成温度的升高和保温时间的延长而增大.     

水下仿生机器人设计与实现

为解决大型舰船水下部分检修的难题,设计一台水下仿生机器人。利用SolidWorks软件建立仿生机器人的3D机械模型,设计其控制系统,并分析它在水下工作的力学特性。仿生机器人工作时,利用超声波、陀螺仪等传感器将检测到的水下环境参数转换为电信号,并实时将电信号发送到STM32控制器中;通过STM32控制器根据预设的算法对各种信号进行处理;通过STM32控制器发送命令,控制推进器、摄像头等执行元件,从而实现仿生机器人的自动运行。该仿生机器人运行稳定、反应灵敏,没有发生漏水和无法控制的情况,达到预期目标。     

海底电缆巡检水下机器人建模及运动控制系统研究

海底电缆巡检水下机器人是为检测与维护海底电缆等管线的腐蚀、磨损等问题而设计的开架式水下机器人。结合海底电缆巡检机器人的实际应用需求,介绍了水下机器人四自由度运动建模方法,详细讨论了海底电缆巡检水下机器人的硬件体系结构组成,采用模块化的方法对海缆巡检水下机器人的软件体系进行了设计。     

基于模糊算法的水下机器人路径规划研究

针对水下机器人的工作环境的复杂性与不确定性,为了提高自主式水下机器人与外部环境交互及自主航行的能力,结合视线导航原理与模糊控制算法,提出一种未知环境下水下机器人的局部路径规划策略,可实现机器人的实时避障功能。利用测距声呐、短基线系统对环境进行探测,得到一定范围内的障碍物与目标信息,通过模糊控制器实时调整水下机器人的运动偏转角度,有效地避开障碍物,达到预定目标点。最后通过MATLAB进行仿真,构建一个仿真实验平台,交互式设置障碍物的数量、大小、形状、位置等初始信息,机器人运用该算法在多障碍物、不同路障环境下,都能较好地实现机器人避障,验证了算法的有效性。     

Underwater robot local dry welding system

To satisfy the demand for good quality underwater welding and maintenance of nuclear power stations, a set of local dry automatic welding systems has been developed. These systems were based on an underwater robot that consisted of a special high-power underwater welding power supply, diving wire feeder, mini drain cap, welding robot, and special underwater welding torch. With a digital signal controller microprocessor as its core and combined with a dual inverter topology, the welding power supply was characterized by full-digital construction and multi-waveform flexible output. A compact diving wire feeding device was designed, based on the armature voltage negative feedback and high-frequency chopping pulse width modulation.This device yielded a high-efficiency seal of the driving motor with the help of dynamic and static sealing technology. To overcome the difficulty of local protection and deslagging in the welding area, a mini drain cap (with a duplexgas structure) based on the principle of the convergent nozzle was designed. The practical tests and the underwater welding experiments revealed that the underwater robotic local dry welding system is quite feasible. That is, the system could strike the arc stably and reliably in the shallow water environment, and formed beautiful welding seams.     

遥操作干式高压海底管道维修焊接机器人系统

干式高压焊接是既能保证焊接质量又易于实施的海底管道维修方法.基于目前的自动化技术水平和海管坡口制备难度大的现实,提出了基于高级焊工焊接知识和潜水员水下工作技能的遥控海底管道维修焊接策略.研制了一套干式高压环境管道全位置焊接机器人及其分置于水面母船甲板和水下干式舱的机器人焊接控制系统,研制了分别用于场景、坡口和焊缝的视觉监视系统,以及计算机远程信息采集监控系统,它们与水下干式舱系统一道构成了水下干式管道维修系统.还研究了干式舱充气气体种类、焊接电源特殊性和舱内引弧问题.利用先期在干式高压焊接实验室获得的海管焊接工艺完成了海上焊接维修试验,焊缝质量良好.

Abstract：

Among the available underwater pipeline repair methods, hyperbaric TIG welding technology may be the easier one to obtain better joint quality. Due to the low automation level and the bevel preparation difficulty, the repair welding should be conducted based on both the welding knowledge of the welder on deck and the operation skill of the diver. A tele-operated robot for all position hypetharic pipe welding was developed. In the specified case of underwater welding, the process was controlled by a surface based operator, a clear and real time image of the arc as well as the image of groove location were required. An observation system of three cameras for chamber, groove and weld was also developed respectively. All the necessary message of vision, welding current and arc voltage were collected and transferred to the surface by the developed computerized information system. The underwater pipeline maintanence system consists of the welding robot, observation system, the informarion system, together with the habitation. The chamber gas type, the welding power source and arc striking were also studied. With the welding proceedure developed in the hyperbaric welding laboratory, a good weld was obtained in a underwater pipe repair welding test at Bohai sea.     

水下切割技术研究及应用进展

随着海洋事业的发展,水下切割技术的应用日益广泛.文中阐述了水下切割技术的特点、分类及各种水下切割技术的基本原理,综述了近年来国内外水下切割技术的研究和应用进展,展望了水下切割技术的发展趋势.     

焊接机器人技术现状与发展趋势

简要介绍了机器人焊接支柱发展历程,从5个主要方面论述了机器人焊接技术的研究现状,即焊接跟踪技术,焊接机器人与外国设备的协调控制技术,焊接机器人用弧焊电源,仿真技术与机器人用焊接工艺方法,并对焊接机器人技术的未来发展趋势做出了展望,其中智能化技术,虚拟现实技术与控制技术是主要发展方向。