【摘 要】
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陆地资源消耗增多、日渐稀缺,各国目光汇聚海洋,为探索海洋、开发资源,海洋航行器及其相关技术的发展尤为重要。本课题所研究的AUV（自主水下航行器,Autonomous Underwater Vehicle）水下运动模拟平台,是一台能在实验室环境下模拟AUV水下对接过程的仿真设备,能够为AUV水下对接技术的研究提供具有高逼真度的模拟环境。与真实作业环境下研究AUV水下对接技术相比,六自由度水下运动模拟
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陆地资源消耗增多、日渐稀缺,各国目光汇聚海洋,为探索海洋、开发资源,海洋航行器及其相关技术的发展尤为重要。本课题所研究的AUV（自主水下航行器,Autonomous Underwater Vehicle）水下运动模拟平台,是一台能在实验室环境下模拟AUV水下对接过程的仿真设备,能够为AUV水下对接技术的研究提供具有高逼真度的模拟环境。与真实作业环境下研究AUV水下对接技术相比,六自由度水下运动模拟平台具备安全性高、效率高、成本低廉等优势,有利于AUV水下对接技术的未来发展。具体研究工作主要包括以下几个方面:1.提出了一种AUV水下运动模拟平台的设计方案。首先,对设计要求进行分析,以紧凑性为设计原则提出了三种设计方案,并以雅可比条件数为评价指标完成了平台设计方案的优选;其次,在SOLIDWORKS中建立平台的三维模型,验证了平台处于36种极限位置时不产生机构干涉,并对该设计方案的完全工作空间进行分析计算;最后,采用随机取样法对平台任务空间内的位姿进行机构奇异性分析。2.完成了平台液压缸的尺寸设计。针对平台水下运动特性,利用牛顿—欧拉法建立平台的动力学方程,并在ADAMS环境中完成了动力学建模仿真,根据仿真结果进行液压缸尺寸设计与校核。3.根据系统特性完成了液压站、比例阀、压力油管及蓄能器的设计选型。首先根据设计要求完成了平台制造材料的选择;其次分析了液压系统的组成及原理,并在AMESim中搭建了系统的液压模型、进行仿真;基于仿真结果,以结构紧凑性为设计原则完成了液压泵、比例阀、压力油管和蓄能器的选型;4.基于以上设计完成了系统的搭建,并进行了陆上联调试验、水下环境试验、整机运行试验,验证了平台的水密性、耐压性与防腐性。
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