水下船舶清洗設(shè)備的設(shè)計(jì)【文獻(xiàn)綜述】

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述</b></p><p>　　機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化</p><p>　　水下船舶清洗設(shè)備的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　【前言】</b></p><p>　　隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，帶來(lái)了遠(yuǎn)洋運(yùn)輸事業(yè)的飛速發(fā)展，船舶作為海上交通運(yùn)輸?shù)闹饕ぞ哒l(fā)揮著越

2、來(lái)越大的作用。但海水的強(qiáng)腐蝕性和海洋生物的強(qiáng)附著力，使得船體表面附著難以清除的貝類、銹皮和銹斑等，為了延長(zhǎng)船舶的使用壽命，保證船舶的安全運(yùn)行，船舶必須定期進(jìn)塢進(jìn)行檢驗(yàn)。這就存在著修船期長(zhǎng)，船塢不足的問(wèn)題，同時(shí)也增加了船舶的非營(yíng)運(yùn)時(shí)間和燃油的消耗。所以開(kāi)展船舶水下清刷作業(yè)，提高水下清刷作業(yè)的自動(dòng)化水平，是目前急需解決的問(wèn)題。</p><p>　　船舶水下清刷技術(shù)是從六十年代開(kāi)始的，在進(jìn)塢前對(duì)船舶實(shí)行水下清洗、除銹、

3、水下檢查等，使得進(jìn)塢后可以迅速地對(duì)查出的故障進(jìn)行處理，對(duì)船體進(jìn)行涂裝等維修工作，從而可縮短塢修時(shí)間，也可以對(duì)水下檢查后沒(méi)有必要進(jìn)塢維修的船舶進(jìn)行完全的塢外清刷、噴涂。這樣可在擁有同樣多船塢的條件下修更多的船，并可在某些項(xiàng)目上，開(kāi)展大型船舶的服務(wù)業(yè)務(wù)，而不必局限在大塢的噸位上。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界上5萬(wàn)噸以上的船占船舶總數(shù)的49.4%，這是一部分相當(dāng)大的業(yè)務(wù)對(duì)象。而我國(guó)雖有大連造船新廠等幾家擁有20萬(wàn)噸級(jí)以上的船塢，但還是與國(guó)外存在很大的差距，我

4、國(guó)只有在修船效率上下工夫。水下清刷作業(yè)由于可以在艦船錨泊或?？看a頭時(shí)直接進(jìn)行，一方面減少了船舶的停航損失，另一方面也使得船舶的燃油消耗大大地降低。這樣可以解決船塢不足，特別是大塢嚴(yán)重不足的問(wèn)題。其長(zhǎng)遠(yuǎn)意義在于海洋工程結(jié)構(gòu)的維修及軍事方面應(yīng)用的巨大前景1】。</p><p><b>　　【主題】</b></p><p>　　水下清刷作業(yè)由于可以在艦船錨泊或停靠碼頭時(shí)直接

5、進(jìn)行，一方面減少了船舶的停航損失，另一方面也使得船舶的燃油消耗大大地降低。這樣可以解決船塢不足，特別是大塢嚴(yán)重不足的問(wèn)題2】。其長(zhǎng)遠(yuǎn)意義在于海洋工程結(jié)構(gòu)的維修及軍事方面應(yīng)用的巨大前景。</p><p>　　水下清刷作業(yè)具有減小船舶阻力、減少航速損失和節(jié)約燃料等優(yōu)點(diǎn)，特別是在全球石油危機(jī)的影響下，船舶的水下清刷作業(yè)更是得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。</p><p>　　水下清刷技術(shù)的發(fā)展分為三個(gè)階

6、段。第一階段為手工操作階段，由潛水員下水進(jìn)行清刷工作。第二階段為機(jī)械操作階段，由專用的清洗器、涂裝機(jī)等機(jī)械完成大型船舶的清刷任務(wù)，并具有較高的工作效率。第三階段為遙控機(jī)械或機(jī)器人作業(yè)階段，為在惡劣的海洋環(huán)境下開(kāi)展工作提供了保障3】。</p><p>　　在國(guó)外，機(jī)器人作業(yè)裝置已經(jīng)日趨成熟并走向?qū)嵱没?。法?guó)的BK型、瑞典的曲雷耳和澳大利亞的Anstralian型的結(jié)構(gòu)均采用了水下運(yùn)載工具的設(shè)計(jì)原理，使裝置緊貼于船舷

7、殼板做垂直或水平爬行，控制箱在工作艇上，遙控操作。它的工作部分由3個(gè)轉(zhuǎn)刷，3個(gè)行走輪和1個(gè)中心推進(jìn)器構(gòu)成。動(dòng)力源是壓或氣動(dòng)的。</p><p>　　在國(guó)內(nèi)，水下清刷作業(yè)自1983年在湛江、廈門、天津、秦皇島、煙臺(tái)、大連等地建立了業(yè)務(wù)以來(lái)，主要方式是潛水員水下手工作業(yè)，與國(guó)外的無(wú)潛水員遙控操作形成了鮮明的對(duì)比。上海救撈局有關(guān)廠曾對(duì)進(jìn)口設(shè)備進(jìn)行過(guò)研究，并仿制了單刷式清掃器，但效果不好，對(duì)于更高層次的產(chǎn)品研究則更少4】

8、。</p><p>　　清刷機(jī)器人系統(tǒng)介紹：</p><p>　　水下船體清刷機(jī)器人的主要任務(wù)是完成水下船體表面附著海生物的清除,其工作面是船體表面。</p><p>　　機(jī)器人系統(tǒng)由機(jī)械本體、清刷作業(yè)裝置和控制系統(tǒng)三部分組成。其工作原理為:在船體甲板上放置有一個(gè)可自由移動(dòng)的運(yùn)載小車,它可使機(jī)器人自動(dòng)爬上或爬下船體表面,克服由于機(jī)器人具有的永久吸力帶來(lái)的放上取下的不

9、便,并起到運(yùn)輸作用。小車上有控制柜、CRT顯示器、動(dòng)力源及卷?yè)P(yáng)裝置。動(dòng)力源為水下機(jī)器人的移動(dòng)和清刷作業(yè)提供動(dòng)力,卷?yè)P(yáng)裝置隨著機(jī)器人的上下移動(dòng)及時(shí)地收放保護(hù)纜繩,為機(jī)器人提供安全保障條件,同時(shí)為機(jī)器人輸送動(dòng)力和控制電纜。顯示器通過(guò)安裝在機(jī)器人本體上的攝像機(jī),實(shí)時(shí)地顯示機(jī)器人的工作環(huán)境,便于操作者及時(shí)了解機(jī)器人的工作狀態(tài)。</p><p>　　機(jī)器人從運(yùn)載小車爬上船體,先按從上至下的路徑移動(dòng),當(dāng)?shù)竭_(dá)船的底部時(shí),機(jī)器人

10、旋轉(zhuǎn)180°,然后再?gòu)南轮辽弦苿?dòng)5】。</p><p><b>　　【總結(jié)】</b></p><p>　　船體清刷機(jī)器人工作于水下環(huán)境,是高度非線性系統(tǒng),建立精確數(shù)學(xué)模型十分困難。在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)軌跡控制時(shí),參數(shù)的變化對(duì)系統(tǒng)模型的影響較大。機(jī)器人移動(dòng)路徑的一般控制方法是把期望移動(dòng)方向與機(jī)器人實(shí)際移動(dòng)方向之差作為控制器的輸入偏差,控制器輸出控制量為驅(qū)動(dòng)機(jī)器人移動(dòng)的伺

11、服馬達(dá)的轉(zhuǎn)角6】。實(shí)際上,清刷機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)與鏈輪、鏈條、機(jī)器人繞其重心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、重心位置、前后鏈輪側(cè)偏系數(shù)、船舶的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、船體形狀和表面狀況、海水中的波浪、海流狀況等諸多因素有關(guān)。</p><p><b>　　【文獻(xiàn)】</b></p><p>　　1.在我國(guó)開(kāi)展船舶水下維修的可行性.中船總平臺(tái)公司.1990；</p><p>　　2.袁夫彩

12、;孟慶鑫;王義文;水下船體表面清刷機(jī)器人吸附及移動(dòng)性能分析[J];哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào)；</p><p>　　3.呂長(zhǎng)生;水下船體表面清刷機(jī)器人工程樣機(jī)的研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2006年；</p><p>　　4.袁夫彩,孟慶鑫,王立權(quán),賈鵬;水下清刷裝置優(yōu)化設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)[J];船舶工程；</p><p>　　5.王麗慧;周華;孟慶鑫;水下船體清刷機(jī)器人運(yùn)動(dòng)分析及