船舶表面生物附着规律与清刷机器人研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：专业硕士学位论文（工程硕士）船舶表面生物附着规律与清刷机器人研究硕士研究生：夏慧指导教师：王立权教授企业导师：朱晓环高级工程师工程领域：机械工程论文主审人：贾鹏副教授哈尔滨工程大学2018年6月分类号：密级：UDC：编号：专业硕士学位论文（工程硕士）船舶表面生物附着规律与清刷机器人研究硕士研究生：夏慧指导教师：王立权教授学位级别：工程硕士学科、专业：机械工程所在单位：机电工程学院论文提交日期：2018年5月论文答辩日期：2018年6月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfor

2、theProfessionalDegreeofMaster（MasterofEngineering）StudyonBiologicalAttachmentRuleandBrushingRobotonShip'sSurfaceCandidate:XiaHuiSupervisor:Prof.WangLiquanAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringEngineeringField:MechanicalEngineeringDateofSubmission:May.2018DateofOralExamination:Ju

3、ne.2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间

4、论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日摘要随着全球化进程，各国对海洋资源开采等竞争愈加激

5、烈，对船舶工业的技术发展与需求都提出了挑战。当今时代，船舶工业飞速发展，在国家经济建设中也占据越来越重要的地位。而对船舶工业发展来说，船舶表面的清洗工作是不可缺少的辅助环节之一。液压式船体表面清刷机器人是特种作业机器人中的一种，能够作业在垂直的壁面上的移动机器人。它作为高空极作业的自动化设备，已经受到越来越多的关注。论文在总结该领域机器人发展现状的基础上，设计了液压式船体表面清刷机器人的整体结构。论文针对海生物的生长以及黏附问题进行了分析，综合研究了船体表面不同位置的附着物种类，以及不同环境因素影响下附着物的生长情况。在此基础上计算了船体表面附着物对船舶受力的影响

6、，在船体表面的众多附着物中，藤壶及贝类生物占据大多数，这与藤壶及贝类生物的形态特征以及与他们的生活习性有关。由于这两种生物对外界的环境变化适应能力极强，所以只要有坚硬的物体表面，都能附着在船体表面上，这就导致船舶表面积增大。增加船行驶过程中摩擦阻力，使得船舶航速降低，同时也会增加燃油消耗。液压式船体表面清刷机器人（简称清刷机器人）是爬壁机器人的一种，机器人的主要特点是可以在船体表面上移动并进行清刷作业。机器人的自动化程度高，其对环境的适应能力也比较强。本文在总结国内外清刷机器人的发展现状的基础上，提出了一种基于液压式的船体表面清刷机器人，该清刷机器人可以吸附在船体

7、表面上灵活的移动并携带工具进行清刷作业。论文确定清刷机器人总体设计方案。根据清刷机器人本身的参数要求，对清刷机器人的移动、吸附方式和动力方案进行选择，确定磁吸附的吸附方式、履带移动方式和液压驱动的动力方案。综合机器人的工作环境，对机器人各机构进行设计及优化。针对机器人在不同情况下的工作姿态，建立了清刷机器人的力学模型，进行了力学和水动力学分析。本文的研究成果将为清刷机器人的实际应用提供了理论基础，同时为水下作业装备研发提供了可借鉴的经验。关键词：海生物；船体表面；清刷机器人；磁吸附AbstractWiththeprocessofglobalization,comp

8、etiti