船舶涂装爬壁机器人系统研究及集成应用

提出一种大型船舶开放性工作面涂装爬壁机器人系统理论设计与应用方法,研究系统本体运行机理并获得满足工作特性的两项必要条件,即轮辐磁吸力及双轮驱动力矩的极小值条件。建立涂装机器人系统的功能组成及控制机理,并结合开放性工作面开展无线定位及自主规划方法研究,形成能够适应喷涂作业的机器人在线路径规划算法。并结合实际开展涂装系统集成应用测试,检测并采集系统运行过程中动力学参数,系统空间坐标轨迹路线等,实现了涂装工作路径的实时在线规划。通过试验验证了文中的系统力学特性分析及定位方法的有效性。     

四面六边透水框架自动同步抛投装置与工艺

针对四面六边透水框架抛投效率低、成本高、准确度低、存在安全隐患等问题,建立四面六边透水框架抛投漂移距离的数学模型,得出抛投高度、水深、水流速度、透水框架阻水面积等参数对漂移距离的影响规律。提出一种大框架、多转轴的空中自动同步脱钩抛投吊具,增加每次抛投透水框架的数量,并采用GPS引导抛投船舶精准定位,对抛投作业过程进行实时控制。结果表明,此种抛投装置可提高透水框架抛投的准确性,且提高施工效率。     

线性绞车电控系统开发与应用

基于广州打捞局120 000 kN抬浮力打捞工程船配套4 500 kN线性绞车的技术要求,提出线性绞车电控系统设计方案。从线性绞车在打捞工程船中的作业工况、电控系统的通讯架构、线性绞车单台控制及远程联动的自动控制、人机界面操作等方面进行研究,介绍线性绞车电控系统的设计思路,为线性绞车在打捞沉船工作中的正确运用提供了理论支撑和技术保障。     

PHEV发动机驱动工况效率耦合分析与优化控制

单轴并联式混合动力系统（Parallel Hybrid Electric Vehicle,PHEV）包括电池、驱动电机、发动机、自动变速器等多个关键部件。各部件效率特性存在相互耦合的关系,要实现系统整体效率最优,需要辨明影响系统效率的控制参数,并对系统整体效率最优的控制参数进行优化。以装备无级变速器（Continuously Variable Transmission,CVT）的PHEV为研究对象,首先对系统各关键部件的效率特性进行分析,建立各关键部件效率模型,明确各部件效率与控制参数、状态参数之间的关系。在此基础上,对发动机单独驱动模式下动力传递路径中不同部件的效率耦合关系进行分析,推导出系统燃油消耗量与动力系统各状态参数、控制参数之间的函数关系。根据分析结果,选取车辆需求功率及车速为状态参数,变速器速比及发动机转矩为控制参数,以系统燃油消耗量最小为目标建立优化目标函数和约束条件,对系统优化问题进行定义。根据优化问题的特点,设计基于模拟退火的优化算法对优化问题进行求解,获取系统燃油消耗率最小时变速器目标速比和发动机目标转矩随状态参数的变化关系。建立系统仿真模型对所述优化算法进行仿真分析,并搭建混合动力试验台对优化结果进行试验验证。结果表明：无级变速器效率对系统整体效率影响较大,采用优化控制规律使发动机效率有所降低,但无级变速器效率升高更大,系统整体效率升高;在功率需求一定的循环工况下,优化控制算法比传统上仅以发动机效率最高为目标的控制算法节油1%~2%。     

原油管线在线等质量取样系统设计及实现

为了有效解决原油长输管线反复出现的原油途耗异常问题,通过对原油油种、工艺条件和原油输送方式等的分析,设计了等质量流量比例采样系统,由该系统实现原油管线在线自动取样。系统投用后,实现了实时对量,及时发现损耗异常情况,有效控制了原油途耗不稳定的问题。采用等质量流量比例采样模式,较好地解决了多油种、边收边付、多种输送方式以及流量范围宽等不利因素影响计量的问题,具有较好的参考和推广价值。     

国产长输管道焊接施工装备研究

近年来,长输油气管道焊接施工装备技术快速发展,大量新型管道施工装备投入管道工程现场应用,比如管道全位置自动焊机、管道管端坡口机、管道内环缝自动焊机已被分别用于管口焊接、坡口加工、管口组对。在大厚壁、高钢级、大口径管道施工中,这些设备既提高了管道施工效率,也提高了管口的焊接质量。根据实际应用情况,阐述了前述设备的结构、性能和其他技术特点,以使相关技术人员对国产管道施工装备有进一步的认识。     

应用于船舶压载水处理系统的自清洗过滤器技术

介绍了2种用于压载水处理系统的自清洗过滤器的工作原理和技术特点,并结合过滤器陆基试验的测试结果,对这2种自清洗过滤器在3种水质下的过滤效果和反冲洗效果进行分析和总结,结果可为压载水处理系统用的自清洗过滤器设计和选型提供一定参考。     

卸船作业模式下自动化码头AGV路径仿真优化

AGV作为自动化码头水平运输的设备,主要负责运输集装箱。受岸桥和场桥装卸能力、水平运输距离和集装箱作业量增加等因素影响,水平运输环节是制约自动化码头发展的瓶颈。结合港口码头作业实际,采用"模型+实例+仿真"的方法对自动化码头AGV路径优化问题进行研究。结合道路交通流理论,提出交通虚拟环岛策略以避免多AGV在码头行驶时产生冲突和拥堵。在卸船作业流程下,采用e M-Plant仿真软件,对提出的交通控制策略从不同角度进行仿真模拟。结果表明,AGV不同路径的选择影响着码头的作业效率。试验结果进一步提高码头作业效率,为自动化码头AGV路径优化提供参考依据。     

复合动力超长续航无人艇系统的设计与实现

为实现无人艇在海上追踪、搜救、巡逻、反潜等任务中的超长续航,避免因油料限制而被迫任务中断,设计了一套以风能、太阳能为动力的无人艇系统,利用风帆为无人艇推进,太阳能为船上电控设备提供电能。该系统由无人艇和岸基监控平台组成,无人艇可通过python开发的数据采集模块和算法模块实时采集环境数据、计算、生成并下达控制指令,在风区内可超长续航自主航行,实现全风向利用;岸基监控平台可实时监控无人艇状态,并进行自主/遥控模式切换。对系统进行了测试,通讯连接试验的可靠性高;无人艇航行试验验证了全风向自主航行的可行性,运行轨迹与仿真结果基本重合;太阳能供电分析理论上验证了风区超长续航的可实现性。     

纵向斜船台滑道并列造船止滑器布置研究

为避免止滑器与滑板卡扣碰撞,纵向油脂滑道的止滑器要求安装在滑道的外侧,以避开滑道内侧的滑板卡扣.并列造船的船台,为满足不同船型的下水要求,主滑道两侧均需安装止滑器,由此带来了止滑器与卡扣干扰的问题.本文结合工程实际,对止滑器布置进行研究分析,根据实际需求采用不同的布置方式,解决止滑器与滑板卡扣干扰碰撞问题,保证了滑道下水安全.