水下機器人推進器動密封自修復(fù)技術(shù).pdf

1、海洋是地球生命的搖籃，是繼陸地之后人類發(fā)展的第二大戰(zhàn)略空間。21世紀，人類面臨著人口迅速增長，自然資源枯竭等難題，而海洋擁有豐富的水資源，是人類未來淡水資源的主要來源，還蘊含著大量的石油，天然氣，可燃冰等能源，還包含銅、錳、鎳、鈷等各種礦產(chǎn)元素及形形色色的生物資源，基于此人類的目光逐漸伸向海洋，隨著對海洋的開發(fā)不斷的深入和加強，水下機器人成為探索和研究海洋必不可少的工具，發(fā)展水下機器人對提升我國的海洋研究能力和發(fā)展海洋戰(zhàn)略具有重要作用。

2、水下機器人的可靠性直接決定著水下機器人能否完成任務(wù)，而水下機器人推進器是水下機器人故障的主要來源，對水下機器人推進器進行故障模式和故障機理進行分析對提升水下機器人可靠性具有重要意義。
　　本文針對動密封系統(tǒng)由于電機軸高速旋轉(zhuǎn)和高水壓的情況下易磨損失效導(dǎo)致漏水這一故障，提出動密封自修復(fù)技術(shù)設(shè)計方案。動密封自修復(fù)系統(tǒng)主要包括傳感器模塊，信號處理模塊，MCU模塊，電源模塊，電機凸輪推進機構(gòu)，動密封冗余機構(gòu)，電機螺旋槳推進模塊等。電源模塊

3、為各個模塊提供電源，溫濕度傳感器選用DHT-11，置于艉軸動密封處，在水下機器人不做翻轉(zhuǎn)運動的條件下，當艉軸處動密封磨損時水下機器人溫濕傳感器最先檢測到濕度的變化，濕度傳感器的信號經(jīng)過調(diào)理放大電路處理送入單片機，從而單片機判斷水下機器人艉軸動密封處是否漏水；溫度傳感器檢測軸的溫度，傳感器信號經(jīng)過調(diào)理放大電路處理送入單片機，單片機通過調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速來降低溫度。單片機是整個動密封系統(tǒng)的控制中心，處理傳感器信號并凸輪電機和螺旋槳電機的旋轉(zhuǎn)。電

4、機凸輪推進機構(gòu)是電機旋轉(zhuǎn)帶動凸輪機構(gòu)旋轉(zhuǎn)，通過凸輪機構(gòu)帶動插銷上下運動，從而控制壓縮的彈簧在動密封系統(tǒng)磨損失效的情況下釋放，推動動密封冗余機構(gòu)與水下機器人內(nèi)壁密封連接，從而防止在機器人水下機器人艉軸處密封失效的情況下不漏水，能夠繼續(xù)完成任務(wù)。最后通過實驗論證，用水壓泵模擬2MPA的水壓，將螺旋槳推進器轉(zhuǎn)速控制在766r/min,分兩組檢測，一組用未磨損的O型密封圈，一組用已磨損的O型密封圈，持續(xù)工作260h和780h后，觀察彈簧是否釋放