水下拖曳体自主布放回收装置设计与研究

为了保证搭载于水面无人艇(Unmanned Surface Vehicle)的水下拖曳体(Underwater Towed Vehicle)能够正常工作,并且能够自主布放和回收水下拖曳体,设计了一种基于无人水面艇的水下拖曳体自主布放回收装置。该装置主要包括绞车、液压系统、滑台、滑轨、起升架以及其他辅助机构,通过液压驱动绞车实现缆绳的收放,通过液压缸驱动起升架、滑轨和滑台实现3级布放回收。整套装置采用液压驱动,滑道式布放回收,该自主布放回收装置可靠性高,占用甲板空间小,满足无人条件下作业,提高了工作效率,工程应用价值高。     

无人水面艇自主回收中的导航定位技术分析

无人水面艇的布放回收长期以来都是依靠人工进行,是制约无人艇在实际工程广泛应用的重要因素之一。导航与定位技术是无人艇实现自主回收的关键,然而目前无人艇回收过程基本还采用人工遥控手段,保障要求高、智能化水平低。本文阐述了无人艇自主回收过程中导航定位技术的应用现状,介绍了无人艇回收各个阶段的导航过程,对其中涉及的关键技术进行分析,包括无人艇多源导航信息融合技术和近距离视觉相对定位技术,最后对无人艇自主回收中的导航定位技术进行总结与展望。     

一种水面无人艇拖线阵自主收放系统设计

任务载荷的自主收放是无人船搭载任务载荷完成海洋探测任务的关键,本文设计一种无人船拖线阵自主收放系统,从总体设计、机械结构、液压驱动、自主控制等方面做全面阐述。海上试验证明,该收放系统能够在无人船海上机动时,安全可靠地实现大缆长变直径拖线阵的自主收放、存储、拖曳等功能,在无人干预下可自主实现拖线阵的可靠释放和回收,为我国无人船开展声学探测任务奠定了技术基础。     

面向AUV自主回收的拖曳装置水动力特性研究

本文根据无人水面艇(USV)回收自主水下机器人AUV需求,设计了一款V型拖曳装置(V型翼)。通过STAR-CCM+流体仿真分析软件,在航速3 kn情况下,采用空间拘束法求解了V型翼的部分水动力系数,建立了V型翼水动力模型,并进行运动稳定性分析。外场试验数据分析结果显示,稳定拖曳状态下,舵角和V型翼纵倾角具有响应关系,对其进行公式推导,将计算值与实测数据进行对比,两者吻合程度较好。     

面向AUV自主回收的拖曳装置水动力特性研究

本文根据无人水面艇(USV)回收自主水下机器人AUV需求,设计了一款V型拖曳装置(V型翼)。通过STAR-CCM+流体仿真分析软件,在航速3 kn情况下,采用空间拘束法求解了V型翼的部分水动力系数,建立了V型翼水动力模型,并进行运动稳定性分析。外场试验数据分析结果显示,稳定拖曳状态下,舵角和V型翼纵倾角具有响应关系,对其进行公式推导,将计算值与实测数据进行对比,两者吻合程度较好。     

载人潜水器布放回收系统分析与研究

以"向阳红09"号船为例,全面介绍了载人潜水器的布放回收系统,包括尾部A架、运移轨道车和拖曳绞车。通过对布放回收系统的功能、系统组成和主要规格参数的分析与研究,对使用中的经验和教训的反思,为目前载人潜水器的布放回收系统的使用、操作规程、维护、保养等提出建议,同时也可以作为新载人潜水器布放回收系统的设计参考。     

一种用于群无人艇避碰的动态分组策略

为提高水面无人艇(Umanned Surface Vehicle, USV)的避碰能力,实现群水面无人艇之间的自主避碰,针对遵守国际海上避碰规则的无人艇提出一种动态分组策略的避碰方法。在群无人艇避碰的动态分组策略中,考虑无人艇的操纵特性,分析其几何位置关系,对遵守国际海上避碰规则的运动目标进行行为预测,利用交通流的特性,实现周边多个避碰目标的动态分组,同时使用凸包扫描算法扫描障碍物边界,进而达到简化避碰态势的目的。开展多种场景下的案例仿真和对比试验,结果验证上述动态分组策略在群无人艇避碰问题中的有效性,同时为设计、实现复杂环境下的群无人艇自主避碰系统提供有益的借鉴。     

水面水下两用艇艇型设计及其水面阻力性能CFD预报分析

水面水下两用艇集水面高速航行与水下运载功能于一体,1个平台兼具2种运行功能,可以完整执行海上特殊任务。本文首先对国外水面水下两用艇发展现状及艇型特点进行简要叙述,而后采用重叠网格技术,基于RANS方程,对水面水下两用艇及双折角双防溅条滑行艇的水面高速自由模拖曳运动(计及升沉和纵倾)进行预报,对比分析了两用艇独特的艇体外形设计对其水面高速航行时阻力特性的影响,最后讨论阻流板对两用艇水面航行性能的影响规律,为两用艇的艇型设计以及水动力性能研究提供参考。     

水面无人艇系统的设计实现与未来展望

水面无人艇是一种具有自主航行与路径规划能力,可搭载不同任务载荷,并且能够完成设定任务的水面舰艇。具有航速高、智能化、机动性强、无人员操控等优点,被广泛应用于海洋空间资源探测、海底测绘、应急救援、情报收集、反潜反水雷等任务。由于无人艇上的各类应用必须依附于无人艇系统完成,因此要求无人艇必须具有完备而先进的系统。本文将从系统设计的角度,对水面无人艇系统的设计实现与未来展望进行论述。     

基于自抗扰的双桨单舵水面无人艇航行控制

根据双桨单舵驱动水面无人艇的运动特点,针对正常驱动及单桨故障的状态,给出了一种基于增量式比例-积分-微分(proportion-integral-differential,PID)控制器和自抗扰控制算法的水面无人艇航行控制方案。该方法在双桨单舵正常状态下采用自抗扰控制方法,在故障状态下采用增量式PID方法获取平衡舵角,并配合自抗扰方法实现对水面无人艇航行控制。仿真结果表明:在风浪干扰情况下自抗扰控制方法较PID控制方法超调小、抗干扰能力更强。实艇水面测试结果表明:增量式PID与自抗扰相结合的控制方案在单侧螺旋桨出现故障情况下,能保持无人艇目标航向,且具有较好控制效果,能够满足双桨单舵驱动水面无人艇的航行控制要求。     

AUV自主收放装置结构及控制系统设计

AUV技术对于提高海洋资源环境的勘测和开采效率具有重要意义。在AUV收放过程中,传统的回收方式是在母船上起吊回收,人为参与完成挂钩任务,这种方式受风浪的影响较大。为了提高AUV的使用保障能力,需要针对AUV的自主收放技术展开研究。基于AUV良好的实时性、连续性及可移动性的特点,本文设计一套AUV自主收放装置,可用于AUV的自动布放及回收。该装置由固定架、控制台、吊机装置、绞车、定滑轮、钢丝绳、收放架等组成。设计各部分的机械结构,并通过系统校核验证结构设计的合理性。同时,设计AUV收放存储装置控制系统,实现对机械液压执行器的精密控制、传感器的数据采集、系统状态参数显示、试验参数调整、工作状态监控和安全报警等功能,能够对控制系统的控制流程进行辅助判断和安全保障。解决了传统AUV收放技术的难题,提高了AUV收放的智能化水平。     

艉滑道式小艇收放装置液压系统的设计与分析

为实现小艇安全快捷地收放,以执行水面作业、海上人命救生和遇难船舶施救等任务,设计了一种艉滑道式小艇收放装置液压系统,并对艉门负载特性以及手动释放液压回路的性能进行了分析。所设计的系统具有以船电为动力的正常收放和母船失电后的手动释放两种功能,能够满足2009年9月新版《船舶与海上设施法定检验规则》的规定,具有功能齐全、放艇快捷及安全可靠等特点。     

海洋钻机提升系统对比分析

针对海洋钻机绞车提升和液缸举升两种提升系统,从装机功率、钻柱补偿系统配置方案、系统效率、重量重心、取样作业、对船体的影响、操作维护性等方面进行详细的对比分析,总结出绞车提升与液缸举升两种提升系统采用不同配套方案的优缺点,其对比分析结果可为如何选择海洋钻机提升系统提供参考。     

整平机升降系统设计与分析

本文依托一种自浮式水下基床整平机,对该整平机上的重要的组成部分——升降系统进行了设计与分析,提出了一种结构简单、运行可靠的升降系统；对组成升降系统的升降机构提出了液压环梁插销式升降机构、齿轮齿条式升降机构和液压缸升降机构,对支撑机构考虑了十字转动支撑机构和万向球轴承支撑机构,对锁紧机构提出了楔块锁紧机构和棘爪锁紧机构,通过对各种方案进行分析论证,最终确定了升降系统由液压缸升降机构、十字转动支撑机构和棘爪锁紧机构组成；最后对棘爪锁紧机构进行了瞬态动力学计算,计算结果得出棘爪锁紧机构所受最大应力为154.52MPa小于其许用应力172.5MPa,验证了棘爪锁紧机构的强度满足要求。     

一种双电力推进无人水面艇的非线性建模、仿真和实验

针对水面艇运动过程中的非线性因素和线性化建模方法的不足,提出了一种由直流电机驱动固定双桨的无入水面艇非线性建模方法.基于所建模型采用直接数值求解方法对无入水面艇进行运动仿真,分析船体运动的全过程.海上实验结果与仿真结果相符,验证了所建非线性模型的正确性.与经典的线性化建模方法相比,非线性建模方法能更好地对无入水面艇运动的全过程进行分析.     

分体液压升降爬架在一航大厦工程中的设计与应用

分体液压升降爬架适用于截面形状较为统一的高层、超高层,它构造简单、操作方便、经济适用,与传统外脚手架相比,其材料用量少,使用成本低,且建筑物越高越经济。文章介绍了属一类高层建筑的一航大厦工程中,分体液压升降爬架的设计与应用,分析了爬架的性能特点,总结了施工中常见问题的处理方法。使用结果表明,使用分体液压升降爬架方案,不仅节约了成本,还满足了工期紧张的要求。     

深水起重铺管船A&R绞车系统设计研究

基于对深水起重铺管船作业系统设备的设计及应用研究,重点阐述AR绞车的系统组成、结构特点、设计选型及控制系统原理。通过详细分析系统中的牵引绞车、储缆绞车、导向滑轮、补偿装置及PLC控制系统,提出一整套设计思路与方法,解决工程师在系统设计中遇到的诸多问题。     

载人潜器应急解脱、抛弃装置设计及应用

阐述载人潜器应急解脱、抛弃装置的研制要求,设计思想,介绍人工操作的液压式应急解脱装置和人工操作的机械式应急抛弃装置的工作原理、设计方法、采用的材料及应用情况。     

风电安装船液压桩腿固定装置的设计

以起重能力为1200T的自升式风电安装船为研究对象,为解决传统固桩楔块固桩操作不便、费时费力等问题,设计了一套结构简单,操作方便的液压桩腿固定装置,详述了该装置的设计原理及结构组成。利用Ansys有限元分析软件,研究了液压桩腿固定装置在托航工况下的力学性能。并对该装置进行了实验验证,证明了设计方案的可行性和合理性,为相关领域的应用提供借鉴。     

一种移动式港口起重机绞车松绳压绳器

多功能移动式港口起重机为处理集装箱、重装大件和散杂货物,通常在吊钩的基础上配备集装箱吊具、抓斗或其他起重设备,因此起升绞车的防乱绳装置尤为重要.针对钢丝绳在卷筒上出现松绳后发生乱绳和跳槽问题,通过计算分析,设计一种新型绞车松绳压绳器,可防止出现乱绳现象.