基于ADAMS仿真的自主水下机器人入坞碰撞分析与导向结构优化研究

作     者：国婧倩 郑荣 吕厚权 GUO Jingqian;ZHENG Rong;LU Houquan

作者机构：中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室辽宁沈阳110016 中国科学院机器人与智能制造创新研究院辽宁沈阳110016 东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819 中国科学院大学北京100049 

基　　金：中国科学院战略性先导科技专项项目(XDA13030204) 

出 版 物：《兵工学报》 (Acta Armamentarii)

年 卷 期：2019年第40卷第5期

页      码：1058-1067页

摘      要：结合自主水下机器人(AUV)于千岛湖水下对接试验,对自主研制的水下对接装置导向性能进行研究。在分析AUV水下受力状况和接触碰撞参数基础上,建立AUV入坞碰撞过程的ADAMS物理仿真模型,通过比较试验结果和仿真结果中AUV姿态和前向速度的变化,验证仿真模型的有效性。从AUV入坞偏距和AUV入坞夹角两方面分别探讨凸形罩、锥形罩和凹形罩3种典型导向结构的导向能力,分析对比仿真结果,对导向罩母线曲率进行改进设计与优化、得到S形罩。多次仿真发现:在AUV入坞姿态相同条件下,S形罩能够调整的AUV入坞偏距最大为100cm,比凸形罩提高20cm;S形罩能够调整的AUV入坞偏角最大为22°,比凸形罩降低1°;但S形罩产生的碰撞力和AUV入坞时间都有所下降,调整AUV运动趋势效果明显改善。在水池对凸形罩和S形罩分别进行AUV入坞偏距和AUV入坞夹角两方面试验,结果表明S形罩的导向性能有明显改善。

主 题 词：自主水下机器人 入坞碰撞 ADAMS仿真 导向结构 试验验证 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0804[工学-材料学] 0802[工学-机械学] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1000-1093.2019.05.019

馆 藏 号：203681148...