摘要：深水法兰连接机具是一种用于海底管道法兰连接的专用设备。文中以管道法兰连接状态下的深水法兰连接机具为研究对象，依据深水法兰连接机具的作业情况对夹紧机构进行受力分析，并根据深水法兰连接机具作业过程中的极限状态确定了夹紧机构的夹紧力。同时，利用薄壁强度理论对管道壳体的强度和稳定性进行分析和计算，证明夹紧机构夹紧力的大小适当，为深水法兰连接机具夹紧机构的结构设计和优化提供了理论依据。

摘要：针对焊接机器人对运行稳定性和可靠性的要求，以常见的三轴联动焊接机器人为依据，分析了其正逆运动学模型，在此基础上设计了可变增益PID控制方案，并建立了控制系统的模型，利用设计软件MATLAB的分析工具箱对所设计的控制方案进行了验证和评估。分析结果表明，在理想状态下控制系统能够满足机器人运行稳定性与可靠性的要求，为后续研究奠定了基础。

摘要：针对开架式ROV的设计,提出一种将稳态匹配与动态匹配相结合的动力匹配研究方法。首先,根据所设计的ROV,运用Fluent软件对其进行水阻力仿真,得出ROV在不同航速下的阻力;其次,对螺旋桨进行特性分析,进而对比螺旋桨不同参数对推力和阻力匹配的影响,考虑螺旋桨功率与电机功率匹配,完成ROV的稳态匹配;最后,加入动态分析得到最终的动力匹配,并证明其具有较好的运动稳定性及机动性。

摘要：定点悬停能力是水下机器人重要的控制性能之一。水下机器人在水下运动时常受到波浪和海流等影响,使常规运动控制方法存在稳定性差的问题,需要一种抗干扰能力强和适应性好的运动控制方法。针对设计的ROV和工作要求,分别设计了传统PID控制器、模糊控制器和模糊PID控制器,并通过仿真分析对比了在海流和波浪等干扰的条件下各控制器的动态性能。试验结果表明:在定点悬停控制中,PID控制器适应能力差,抗干扰能力弱,对环境变化敏感;模糊控制器在复杂环境中具有良好的响应特性和抗干扰能力,但存在稳态误差,无法实现精准控制;模糊PID综合了两者的优势,既提高了PID控制器的响应速度和抗干扰能力,又弥补了模糊控制存在稳态误差的缺点,但抗干扰性能还是远不及模糊控制器。因此,当控制精度要求不是很高时,建议使用模糊控制器更好,当需要精准控制且控制误差在允许范围内时,建议使用模糊PID控制器。研究成果对水下机器人工程实践指导具有重要意义。

摘要：步态训练机器人是一种可以帮助人模拟不同路况行走的机器人。针对机器人模拟不同弹性地面承载特性的要求,在机器人末端的竖直运动方向上引入了柔顺控制,水平运动和姿态运动方向上引入位置控制,并建立了控制系统模型。在MATLAB环境下搭建系统模型并设计了控制器。仿真结果表明,控制系统在保证水平方向位置精度和姿态角转动精度的基础上,实现了机器人末端在竖直运动方向上对不同弹性地面承载特性的模拟。

摘要：为了解决爬壁机器人在海洋平台导管架水平面上下稳定吸附的问题,设计一种履带式磁吸附爬壁机器人。通过介绍导管架爬壁机器人的基本结构,分析其在不同失稳条件下所需的最小磁吸附力。利用ANSYS Maxwell软件研究磁吸附装置中永磁体的关键参数对永磁吸附力和磁质比的影响。对磁吸附装置中永磁体的关键尺寸参数进行优化设计,并开展磁吸附单元和整机实验。结果表明:经过优化设计后,该导管架爬壁机器人的吸附力由68.2 N增大至79.5 N,可稳定吸附于海洋平台导管架壁面上。

摘要：为了实现焊接现场的远程实时监控,研究焊接过程中电弧电信号对焊接质量的影响,提出了一种以射频芯片nRF24L01为收发端,DSP为运算控制核心的焊接电弧电信号实时无线监控系统,分别介绍了系统接口电路的设计以及数据采集、无线传输的软件实现。采用P-GMAW的焊接方式进行试验,试验结果表明系统稳定可靠,可实现对焊接过程的实时监控。

摘要：焊接电弧电信号可用于焊接过程控制和焊接质量评定,而电弧电信号数据采集的精度和实时性会对后续信号的分析、处理等产生重要的影响。设计了一种以AD7606为模数转换器,DSP TMS320F2812芯片为运算及控制核心的焊接电弧电信号高精度数据采集系统,分别介绍了霍尔传感电路、系统接口电路的设计以及数据采集处理的软件实现。试验结果表明,该数据采集系统精度高、实时性强,能够满足对焊接电弧电信号的分析和处理要求。

摘要：针对小型ROV在近海平台等浅水环境顶流作业能力差和运动控制难的问题,研制开发了基于Arduino的小型浅水作业ROV精灵号,提出以Arduino mega 2560作为核心控制器的控制系统架构,同时采用小体积大推力推进器,提高ROV本体顶流作业能力。以Arduino为核心,进行上层指令系统和底层运动系统的搭建并通过串口通信方式建立上下系统通信。设计了浅水作业ROV的机械结构,建立了精灵号ROV的动力学模型,采用PID进行艏向运动控制,并进行了系统仿真。系统联调和水池试验结果表明了以Arduino为核心的精灵号浅水ROV控制系统设计的可行性,同时验证了推力矢量合成的实际效果。该ROV的研制对于其他微小便携式机器人,尤其是小型ROV的开发具有参考意义。

摘要：为了满足当前正装储罐施工和焊接工艺需求,在分析储罐大型化、宽板幅、焊接工作量显著增加等基础上,研发了由车架、动力驱动系统、焊剂循环系统、控制系统及焊接辅助装置组成的新型正装横缝焊机。焊接试验结果表明,该焊机操作方便,焊接行走稳定,焊缝成形美观,效率较高,能够满足大型储罐建设的焊接需求。