水下對(duì)接系統(tǒng)樣機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著資源逐漸匱乏以及人類對(duì)海洋探索的不斷深入，與海洋開發(fā)相關(guān)的技術(shù)和設(shè)備有了一定的進(jìn)步，各種水下航行器由此產(chǎn)生并得到發(fā)展。水下航行器的續(xù)航能力是體現(xiàn)其工作性能的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，因而續(xù)航能力迫切需要得到提高。傳統(tǒng)意義上，通過將航行器回收到陸地進(jìn)行能源補(bǔ)充的方式不僅打斷其工作連續(xù)性，而且過程復(fù)雜且耗時(shí)。水下對(duì)接技術(shù)的出現(xiàn)使對(duì)接系統(tǒng)與航行器能在水下進(jìn)行能源補(bǔ)充和信息傳輸，提高其續(xù)航能力。因而，開發(fā)水下對(duì)接系統(tǒng)、探討水下對(duì)接技術(shù)具有極其重要的意義

2、。
　　本文基于安裝有對(duì)接桿的對(duì)接目標(biāo)物設(shè)計(jì)并試制了一套水下對(duì)接系統(tǒng)樣機(jī)，確定了對(duì)接系統(tǒng)原理樣機(jī)的整體方案，闡述了系統(tǒng)樣機(jī)的對(duì)接方法和對(duì)接過程，對(duì)系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析與設(shè)計(jì)，介紹了各運(yùn)動(dòng)部位的執(zhí)行器，給出了對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。對(duì)于設(shè)計(jì)的對(duì)接系統(tǒng)樣機(jī)，為保證對(duì)接成功，利用D-H法對(duì)對(duì)接的兩個(gè)過程即初始對(duì)接和精確對(duì)接進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。機(jī)械手的位置運(yùn)動(dòng)學(xué)分析為初始對(duì)接的成功提供了理論依據(jù)，即只有對(duì)接目標(biāo)物上對(duì)接桿運(yùn)動(dòng)到手爪夾持基點(diǎn)的工作

3、空間內(nèi)才能成功完成初始對(duì)接。對(duì)初始對(duì)接成功后的精確對(duì)接過程進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，為保證精確對(duì)接成功對(duì)對(duì)接目標(biāo)物的初始對(duì)接姿態(tài)提出了要求，通過聯(lián)合利用圖解法和數(shù)值法求出了對(duì)接目標(biāo)物的極限縱傾角。為了減小對(duì)接目標(biāo)物的極限縱傾角，提高對(duì)接成功的幾率，提出了改進(jìn)的方法，通過改進(jìn)原理樣機(jī)或者對(duì)接目標(biāo)物的設(shè)計(jì)可以減小極限縱傾角，使精確對(duì)接過程更容易成功。為水下對(duì)接系統(tǒng)設(shè)計(jì)了對(duì)應(yīng)的控制系統(tǒng)，分析了控制系統(tǒng)工作原理，制定了控制系統(tǒng)的總體規(guī)劃方案，介紹了控制

4、系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分：對(duì)接操作桿、工控機(jī)以及PLC，給出了對(duì)接系統(tǒng)的控制過程和方法。實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)主要組成部分間的通信，利用串口通信實(shí)現(xiàn)了對(duì)接操作桿與工控機(jī)以及工控機(jī)與 PLC之間的通信。詳細(xì)的介紹了自由口模式通信的原理、實(shí)現(xiàn)方法和通信指令。對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行了軟件設(shè)計(jì)，在上位機(jī)的Windows環(huán)境中，利用Visual C++基于MFC開發(fā)了水下對(duì)接系統(tǒng)控制界面，為操作人員提供了人機(jī)交互接口，實(shí)現(xiàn)了與對(duì)接操作桿和PLC的串口通信和數(shù)據(jù)處理；在