AUV水下對(duì)接裝置執(zhí)行機(jī)構(gòu)與液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究.pdf

1、自主式水下機(jī)器人(Autonomous Underwear Vehicle，簡(jiǎn)稱AUV)是海洋科學(xué)技術(shù)考察、海底勘探、海底打撈等領(lǐng)域的重要裝備。AUV通常自帶能源，續(xù)航能力有限，傳統(tǒng)水面回收方式受風(fēng)浪等海況影響，水下對(duì)接技術(shù)成為AUV回收及能源補(bǔ)給的一種新方式。AUV水下對(duì)接技術(shù)作為AUV領(lǐng)域中的研究前沿，在水下實(shí)現(xiàn)AUV與對(duì)接裝置的連接，完成對(duì)AUV的能源補(bǔ)給、數(shù)據(jù)上傳與任務(wù)下載等工作。由于AUV的特點(diǎn)和對(duì)接任務(wù)的不同，水下對(duì)接形式多

2、樣，圓錐導(dǎo)向罩式是其中一種重要對(duì)接形式。
　　通過對(duì)國(guó)內(nèi)外AUV水下對(duì)接系統(tǒng)研究成果的分析和總結(jié)，本文以AUV和圓錐導(dǎo)向罩式水下對(duì)接裝置為研究對(duì)象，研究了對(duì)接裝置的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和液壓系統(tǒng)。
　　在執(zhí)行機(jī)構(gòu)的研究中，本文通過分析各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功能需求，確定了各執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案，設(shè)計(jì)了外抱塊式制動(dòng)機(jī)構(gòu)和蝸輪蝸桿回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，并將二者有機(jī)結(jié)合為一體，同時(shí)具備制動(dòng)和驅(qū)動(dòng)對(duì)接裝置轉(zhuǎn)軸的功能。分析密封和耐壓結(jié)構(gòu)形式，采用耐高壓接近開關(guān)設(shè)計(jì)了定位觸

3、發(fā)機(jī)構(gòu)，并對(duì)耐壓筒進(jìn)行了有限元分析驗(yàn)算。針對(duì)長(zhǎng)時(shí)間保持夾緊力的問題，設(shè)計(jì)了利用機(jī)械彈簧作用保力的夾緊機(jī)構(gòu)，帶有溝槽的聚四氟乙烯滑塊結(jié)構(gòu)減小了滑動(dòng)摩擦，并能通過容納雜質(zhì)保護(hù)滑軌避免機(jī)構(gòu)卡死。針對(duì)充電連接對(duì)位置、角度精度要求高的問題，設(shè)計(jì)了自潤(rùn)滑向心球鉸結(jié)構(gòu)，使充電對(duì)接機(jī)構(gòu)具有了傾斜自適應(yīng)能力，同時(shí)空心式的結(jié)構(gòu)解決了充電線纜的布置問題。本文研制的制動(dòng)與回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、定位觸發(fā)機(jī)構(gòu)、夾緊機(jī)構(gòu)和充電對(duì)接機(jī)構(gòu)，滿足了AUV頂流對(duì)接、AUV導(dǎo)向定位、

4、AUV固定鎖緊和充電對(duì)接位置精度等技術(shù)要求。
　　本文研究比較了遠(yuǎn)程液壓源技術(shù)、深海靜壓源技術(shù)和海水液壓技術(shù)三種深海液壓系統(tǒng)技術(shù)，分析了各自的優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件。對(duì)壓力補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行了研究，分析了壓力補(bǔ)償技術(shù)對(duì)液壓元件、密封等方面的影響，完成了液壓系統(tǒng)回路設(shè)計(jì)。研制了位置反饋式液壓缸和波紋管式壓力補(bǔ)償器，分析計(jì)算得出了壓力補(bǔ)償器的壓力特性變化規(guī)律。對(duì)深海液壓系統(tǒng)的壓力損失、沖擊壓力問題進(jìn)行了分析計(jì)算。
　　本文研究設(shè)計(jì)了AUV水