全海深水下机器人多模式抛载技术研究

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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）全海深水下机器人多模式抛载技术研究硕士研究生：鲍林指导教师：张铭钧教授企业导师：董振刚高级工程师学科、专业：机械工程论文主审人：赵文德教授哈尔滨工程大学2018年6月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文（工程硕士）全海深水下机器人多模式抛载技术研究硕士研究生：鲍林指导教师：张铭钧教授学位级别：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.

2、C:ADissertationfortheDegreeofM.Eng(MasterofEngineering)ResearchonMulti-modeEmergencyEjectionSystemofFull-ocean-depthUnderwaterVehiclesCandidate:BaoLinSupervisor:Prof.ZhangMingjunAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:MechanicalEngineeringDateofSubmiss

3、ion:May.2018DateofOralExamination:Jun.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

4、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

5、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：年月日日期：年月日全海深水下机器人多模式抛载技术研究摘要随着社会的不断发展，陆地上不可再生资源逐渐较少，海洋资源的开发利用受到人们的关注。开发海洋需要先进的技术和装备，AUV（自治式水下机器人）由于其无人无缆、作业范围大、机动性强等特点，在海洋资源探测与开发中发挥着重要的作用。AUV工作在复杂的海洋环境中，安全性是其研究和应用过程中的重要问题之一，抛载系统作为AUV应急自救和无动力升沉驱动执行机构，受到研究和使用者的关注。对全海深AUV（可以下

6、潜到海洋最深处，约11000米）来说，其载体和执行机构还需要承受110MPa的外部海水压力。同时为了提高抛载系统的可靠性，应该针对AUV在不同安全状态下的抛载需求，采用不同的驱动方式实现冗余抛载，因此，研究大潜深AUV多模式抛载技术，保证AUV系统的安全性具有重要的研究意义和实用价值。本文针对全海深AUV多模式抛载技术，主要进行以下研究工作：（1）研究全海深AUV多模式抛载系统的总体方案。根据抛载系统主要技术指标，分析抛载系统的功能要求以及设计中需要注意的问题。为解决40kg压载难以安装的问题，研究分体式压载结构。为了确定适用

7、于全海深AUV多模式抛载系统的驱动源和驱动方式，本文对典型的驱动源和驱动方式进行分析。为了保证多模式抛载系统的可靠性，本文研究冗余抛载方式，分析确定主动式抛载和被动式抛载有机结合的总体方案，设计抛载系统的工作流程。（2）进行多模式抛载系统的总体结构设计。为提高抛载系统的可靠性、增加驱动方式的冗余性，本文设计主动式和被动式抛载的混联结构。为了将三种驱动方式形成冗余驱动并解决压载需要释放时可靠释放、不需要释放时可靠固定、安装压载时便于操作的问题，设计抛载释放机构，并通过实验验证释放机构的可靠性。为了实现以较小功率的电磁铁、电机完成

8、抛载，设计电磁铁和电机的扩力机构。为了使电磁铁在110MPa外压下正常工作，设计电磁铁的密封导磁结构，通过实验验证验证密封导磁结构的导磁性能和密封性能。（3）对多模式抛载系统可靠性进行研究。针对多模式抛载系统复杂，难以直接分析可靠性的问题，对多模式抛载系统进行系统划分，建立多