组合式AUV的结构设计与研究
近年来，随着国家对海洋探索的重视程度不断提升，作为水下资源探索利器的自主水下航行器(AUV)得到快速发展。海洋环境随着天气、季节、时间段不同而瞬息万变，良好的海上科研作业期较为短暂。在良好海况窗口期利用有限人力和物力条件提升任务执行率、试验采样率等尤为重要。因此本文设计一种通过负载释放舱搭载负载AUV的组合式AUV，其负载释放舱集成释放与回收机构、C型卡座等装置，能够固定、释放和回收负载AUV。通过母船一次布放，组合式AUV控制释放与回收机构释放负载AUV，实现多AUV时间同步、任务并行、空间分层、任务协同等目标。本文主要研究内容如下所示： 本文研究组合式AUV的总体设计方案，提出设计目标，分析工作原理，并得出AUV系统设计的技术路线图，为组合式AUV提供设计方案。 本文采用CFD仿真分析方法，对比三种不同AUV线型在仿真实验中质阻比大小，选择质阻比最大的Myring线型；选定Myring主体外形的艉部包角?并确定组合式AUV设计参数。 本文自定义螺旋桨参数，利用PropCad标准库生成螺旋桨曲线，设计出主推系统螺旋桨；通过仿真分析与推力实验得到螺旋桨推力数据误差在5%以内，说明螺旋桨符合设计要求。本文设计一种抽拉式电池电控架，验证可行性。设计主体AUV耐压舱体，通过AnsysWorkbench中的StaticStructual仿真和样机舱段打压实验两种方法确保设计的可靠性。设计舱体双O型圈端面密封方式；设计舵轴与艉舱主轴磁性联轴器，通过海试实验验证舱体耐压、O型圈连接、舵轴和主推磁性联轴器可行性。 本文设计一种释放与回收机构，利用主体AUV的负载释放舱搭载负载AUV实现多AUV组合。设计剪式机构实现负载AUV的推出与收回；设计摇杆滑块机构实现负载AUV的释放与抓取；设计开关机构实现两者动力传动。绘制机构简图；确定设计参数；进行理论分析。通过Adams运动学分析释放和回收负载过程并论证可行性。
自主水下航行器;结构设计;海洋环境
中国计量大学
硕士
控制工程
严天宏;何波
2021
中文
U674.941.034
2022-06-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）