拱泥机器人原理样机的研制

研制了一台拱泥机器人原理样机，针对洪泥机器人在泥土环境中前进时转向阻力矩大的特点，设计了一种简单灵活的转向机构，采用充气胶囊作为支撑，提高了蠕动爬行机构的驱动能力。提出了拱泥机器人传感器检测系统的方案，解决了拱泥机器人水下位姿的检测问题，进行了原理样机控制系统设计和作业流程设计。最后在实验室环境中完成了原理样机的蠕动爬行实验，验证了总体方案的可行性。     

捞雷机器人土力学特性研究

介绍了一种沿半埋鱼雷体表面爬行的捞雷机器人作业装置构成和原理，建立了捞雷机器人在水下泥土环境中作业的力学模型，对该模型和钻进状态进行了较为详细的分析。     

深海爬游机器人概念及关键技术分析

深海机器人是深海工程领域的重要装备。对比分析目前已研制的深海机器人的特点,以深海复杂海底大范围移动和精确稳定探测作业为应用目标,提出一种既可在深海游动又可在海底爬行的新型爬游机器人概念,并对爬游机器人方案、技术指标和主要特点进行介绍。在分析其使用环境和运行特点的基础上,提出不同于传统水下机器人的爬游机器人特有的关键技术问题,包括运动姿态调节、多肢多关节协同抗扰流、低能耗运动规划、运动关节高压密封以及总体集成与优化等。最后,介绍这些关键技术问题的研究进展。     

船用吸附蠕动攀爬式机器人的设计与实现

探讨了机器人在船舶钢甲板表面蠕动爬行的电磁吸附机理,设计了蠕动爬行机器人的机械结构,研制了机器人蠕动爬行控制器系统,介绍了船舶吸附式蠕动探测维修机器人原理样机。该机器人可背负电视探头与机械手等功能装置,在竖直、倒置和倾斜的船舶钢甲板表面蠕动爬行。加装2自由度视频、超声探头和多自由度喷涂(或维修)机械手,可对舰船甲板表面进行喷涂(或探测与维修)。机器人载体尺寸561 mm×90 mm×50 mm,总重7.5 kg,共分2节,第1节长223 mm,第2节长258 mm,2节连接杆长80 mm。     

水下仿生穿千斤攻泥器的研究

水下打捞沉船通常采用水下人工穿千斤的工作方式，既费力又危险。本文提出了一种能替代水下人工穿千斤的攻泥器，它模仿蚯蚓在土中蠕动前进的方式，能在水下达到穿千斤的目的。文中探讨了其主要组成部分攻泥头、蠕动机构、方向调节机构等工作机理。本文为水下穿千斤攻泥器的研究提供了一种新的思路。     

一种模态切换水下机器人设计与模型实验研究

针对现有水下机器人模态(航态)单一的不足,完成了一种新型开架式模态切换水下机器人(MC-ROV)的总体设计方案,提出了ROV浮游与爬行模态切换方法,可实现浮游与爬行清污作业的自由切换,完成了ROV样机的装配,并进行了陆上系统测试、水密性测试、整体平衡实验。在此基础上开展了下水试航实验,实现了视频捕获、直航、回转、潜浮等功能,完成了推进系统的推力测试,测试数据为进一步开展MC-ROV操控性能的研究提供了理论参考和试验数据。     

多功能模态切换的有缆遥控水下机器人控制系统设计与实验

针对一种面向海洋工程水下结构检测与清污、多功能模态切换的新型有缆遥控水下机器人（ remotely operated vehi-cle,ROV）开发了一套水面水下控制系统。通过对机器人本体水下运动受力计算分析,设计出了动力推进系统,并搭建了水下控制器单元。水面控制台设计包含供电系统、操控系统、通信接口及上位机软件,可实现机器人遥控和监控2种模式下的中等范围搜索和定点观测,并可在浮游和爬行模态之间自由切换。水下机器人姿态测试、定航、定深实验表明：该ROV控制系统性能可靠,能够满足复杂多变环境中的工作要求。     

蠕动爬行攻泥机构转向工作特性的有限元分析

针对用于沉船打捞的水下攻泥机器人蠕动爬行攻泥机构的结构与工作机理，建立了适当的有限元计算模型，进而通过弹塑性有限元计算，模拟了攻泥机构处于土中不同深度的工作情况，建立了攻泥机构前进位移V和转向角θ之间关系的通用公式。通过它可以实现对攻泥机构前进路线的规划与自动控制。     

水下结构检测与作业型ROV(二)

<正>水下结构检测与作业型ROV能实现以下功能:在水面控制平台的控制下在水中进行自由浮游勘察作业,能够完成升沉、进退、转艏、俯仰、横移、翻转等浮游运动,也可按规划路径运动;可通过水面监控台对水下结构物进行全方位细致的实时观察,实时捕获、传输和记录水下视频信息;爬行模式中,ROV压附于水下结构物表面运动,增加了抗流能力及作业稳定性;可利用机械手对水下结构开展作业,水下机械手具备夹持、剪切和旋转的功能,能够完成螺旋桨解缠绕、水下取样等作业;可搭载检测仪器和清污装置代替潜水员进入水下危险环境和深水区域,对港口码头、水库大坝、船底等海洋工程水下     

水下小型爬行视频监测机器人设计与控制的研究

目前水下小型爬行检测机器人已经成为各国研究的热点,本文提出了一种新型水下小型爬行视频检测机器人的设计方案,重点解决了结构设计和远程控制中有关密封方式、电机驱动选型、远程信号传输等问题。该机器人可以推广应用于核电反应堆大修管道检查以及石油、水下养殖、考古、探矿、航运、水下工程监测等一些危险或人不方便检查的场合,有着广泛的应用前景。     

拱泥机器人的运动分类及控制

提出一个简单、可靠的运动分类及控制方案,将机器人的复杂运动分解为两类基本运动——自律运动和姿态调整,分别采用程序控制和人工控制模式进行控制。     

堤坝检测水下机器人GDROV方案研究

介绍用于查找江、河、湖、海各种堤坝的裂缝、破损和隐患质量等问题的堤坝检测水下机器人的系统组成、基本功能和工作原理,并给出了机械本体、机器人定位系统、堤坝检测系统和控制系统设计方案。     

型材搬运上下料机器人研究

为了解决在造船、造桥、建筑等钢结构制造工业中,实现钢质型材弯曲机、焊接机和切割机自动搬运上下料这一关键技术问题,本文提出了一种型材自动搬运上下料机器人的设计方案。作者较为详尽地阐述了它的主体结构设计原理,提出了计算机视觉定位及控制方法,并对重型超长钢质型材搬运机器人进行了技术探讨。     

一种船用服务机器人的轨迹跟踪控制

基于旅游类舰船的消费需求不断增加和机器人产业的逐渐普及,设计一种应用于游轮上的船用服务机器人。面对船舶复杂的工作环境等特点,该机器人位置跟踪和姿态跟踪控制显得尤为关键。首先根据驱动原理建立运动学模型,其次借鉴Backstepping方法设计虚拟控制的虚拟反馈,并结合Lyapunov函数构造出具有全局渐近稳定的轨迹跟踪控制器。最后并通过仿真实验证明该法具有稳定性好、响应时间短和稳态误差较小的优点,对机器人技术应用于船舶方向的研究产生了一定的积极影响。     

船舶轴带无刷双馈独立发电系统的综合控制策略设计与仿真

为了提高船舶轴带无刷双馈独立发电系统的控制精度和鲁棒性,采用综合控制策略对传统基于功率绕组磁场定向的控制策略进行改进。综合控制策略不需要估算转子电流,减少了对电机参数的依赖,因此具有更强的鲁棒性。在Simulink中对综合控制策略在负载突变和转速突变工况下的控制效果进行仿真验证,结果表明综合控制策略相比传统基于功率绕组磁场定向的控制策略具有更好的控制精度和鲁棒性,更适用于船舶轴带无刷双馈独立发电系统。     

未知时变扰动和输入饱和下的智能船舶鲁棒非线性控制

复杂海况下环境多变并且船舶具有多耦合、强非线性的特点，针对智能船舶定位控制问题，考虑在未知时变扰动和输入饱和约束之下船舶的定位控制问题，结合非线性扰动观测器提出一种带辅助动态系统的鲁棒非线性控制算法。通过Lyapunov理论证明了所提出的非线性扰动观测器与控制器结合后闭环系统的稳定性和信号的一致最终有界性。利用非线性扰动观测器对环境中存在的海浪扰动进行有效的估计处理。最后，通过仿真验证了所提出的控制算法不仅能保证船舶期望的位置和艏向，而且提高了控制速度，具有较好的控制性能。     

水下船体表面清刷机器人方案研究

介绍一种新型的用于船体表面清刷、涂装等作业的水下船体表面清刷机器人总体组成、基本功能和工作原理，并提出了机械本体、清刷作业装置和控制系统三部分的设计方案。该机器人具有工作效率高，安全性好等优点。