AUV水下對接裝置執(zhí)行機構(gòu)與液壓系統(tǒng)設(shè)計的研究.pdf

1、自主式水下機器人(Autonomous Underwear Vehicle，簡稱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，水下對接技術(shù)成為AUV回收及能源補給的一種新方式。AUV水下對接技術(shù)作為AUV領(lǐng)域中的研究前沿，在水下實現(xiàn)AUV與對接裝置的連接，完成對AUV的能源補給、數(shù)據(jù)上傳與任務(wù)下載等工作。由于AUV的特點和對接任務(wù)的不同，水下對接形式多

2、樣，圓錐導(dǎo)向罩式是其中一種重要對接形式。
　　通過對國內(nèi)外AUV水下對接系統(tǒng)研究成果的分析和總結(jié)，本文以AUV和圓錐導(dǎo)向罩式水下對接裝置為研究對象，研究了對接裝置的執(zhí)行機構(gòu)和液壓系統(tǒng)。
　　在執(zhí)行機構(gòu)的研究中，本文通過分析各執(zhí)行機構(gòu)的功能需求，確定了各執(zhí)行機構(gòu)方案，設(shè)計了外抱塊式制動機構(gòu)和蝸輪蝸桿回轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)，并將二者有機結(jié)合為一體，同時具備制動和驅(qū)動對接裝置轉(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)計了定位觸

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

4、AUV固定鎖緊和充電對接位置精度等技術(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)缺點和適用條件。對壓力補償技術(shù)進(jìn)行了研究，分析了壓力補償技術(shù)對液壓元件、密封等方面的影響，完成了液壓系統(tǒng)回路設(shè)計。研制了位置反饋式液壓缸和波紋管式壓力補償器，分析計算得出了壓力補償器的壓力特性變化規(guī)律。對深海液壓系統(tǒng)的壓力損失、沖擊壓力問題進(jìn)行了分析計算。
　　本文研究設(shè)計了AUV水