基于AUV的全方位推進器研究與設(shè)計.pdf

1、全方位推進器是一種通過調(diào)距機構(gòu)控制葉片螺距角產(chǎn)生周期性變化，進而產(chǎn)生全方位推力的新型推進裝置，它可以為自治水下機器人提供良好的操縱性能以便安全、有效的完成水下勘測任務(wù)。常規(guī)推進裝置通常由普通螺旋槳加操縱裝置（比如十字舵、槽道推進器等）構(gòu)成，與其相比，全方位推進器具有結(jié)構(gòu)緊湊、低速操縱性好、艇體外形連續(xù)、外形流體阻力小等優(yōu)點，因此具有非常廣闊的應(yīng)用前景。本文以調(diào)距機構(gòu)為核心對全方位推進器進行了研究和設(shè)計，主要內(nèi)容如下：
　　首先，在

2、對已有的全方位推進器的調(diào)距機構(gòu)進行了比較和分析后，本文提出了一套新型的偏心盤并聯(lián)調(diào)距機構(gòu)，此調(diào)距機構(gòu)引入了Delta并聯(lián)機構(gòu)來實現(xiàn)偏心盤的3個移動自由度，進而實現(xiàn)葉片螺距角的周期性調(diào)整。并通過幾何分析和自由度計算對此調(diào)距機構(gòu)的可行性進行了驗證。
　　其次，基于矢量方程和牛頓-歐拉法建立了偏心盤并聯(lián)調(diào)距機構(gòu)的運動學(xué)和動力學(xué)模型，然后對其進行了分析和計算，得出了在此調(diào)距機構(gòu)控制下葉片螺距角的周期變化規(guī)律為簡諧運動規(guī)律，還得到了此調(diào)距機

3、構(gòu)在運動過程中各個構(gòu)件的受力變化情況，然后通過尺寸綜合改善機構(gòu)的受力情況，提升了調(diào)距系統(tǒng)的剛度。
　　然后，為研究全方位推進器的水動力特性，本文根據(jù)B型螺旋槳圖譜設(shè)計了一個全方位推進器模型，采用Fluent計算流體力學(xué)軟件對此模型進行了水動力仿真計算，得到了全方位推進器仿真模型的水動力特性曲線，即在各種葉片螺距狀態(tài)下的軸向推力、扭矩，橫向推力大小和推進效率，證明了全方位推進器具有良好操縱性能和較高的推進效率。
　　最后，對全