李广军[1]2001年在《深潜救生艇多机械手对接装置的研究》文中研究表明深潜救生艇(DSRV)是潜艇救援的主要救生和保障手段之一，其中水下对接技术是深潜救生艇实施救援的关键技术。基于我国多数海区能见度低的情况，以及失事潜艇具有较大纵横倾、海底水流较大等不利状况，研制了深潜救生艇多机械手对接装置。本文对多机械手对接装置总体构成、对接机械手、液压系统等进行了系统设计和研究，对作业过程中对接机械手的运动等进行了分析，并对研制的对接装置进行了陆上调试实验和水下对接实验。 基于对以往对接方案及援潜救生对接的基本过程分析，提出了多机械手主动对接装置的设计方案。该对接装置具有“主动捕捉，自动对接”功能，提高了对接的能力和效率。对接作业过程分为搜索捕捉目标环实现初连接、调整对接机械手对中对接裙与目标环的中心、拉降深潜救生艇完成对接裙与失事潜艇对接平台的对接密封叁个阶段。 设计了具有被动柔顺的对接机械手手爪，其手臂为摆动和伸缩的二自由度机构，然后对目标环的位置进行了计算分析。设计了采用电液伺服阀实现闭环位置控制，结合电磁换向阀实现手臂的柔顺控制的液压系统。详细介绍了液压位置伺服系统的构成、工作原理和具体实现。推导出液压伺服系统各元件的传递函数，并由此建立起位置伺服系统的数学模型，设计出超前—滞后校正控制器。 针对对接作业的叁个阶段，分别对单个机械手捕捉目标环、双手协调调整对中及四只手构成并联机构拉降的运动学进行了分析；采用神经网络求解单个机械手的逆运动学，并分析了双手协调的逆动力学。 为了测试所设计的对接装置能否达到设计要求，对接装置各部分进行了陆上调试和实验，以检测对接装置的功能。在此基础上，在船模水池中进行静态和动态对接实验，多次完成对接的全过程，取得了满意效果，为将来实艇应用打下了坚实的基础。
常艳艳[2]2010年在《水下运载器对接装置虚拟仿真系统关键技术研究》文中认为水下对接技术是具有干式援救功能的水下运载器的关键技术之一,主要应用于深潜救生艇对对接目标的援救工程。“九五”期间试验室进行了国防重点预研项目“深潜救生艇新型智能对接装置研究”,新型智能对接装置即带四只机械手的主动对接装置的研制历经了5年,耗资约180万。为满足新的水下对接要求,目前,试验室正在进行“水下运载器新型对接裙口”实体模型的研制和试验,其耗时耗资也比较巨大。本文即以此为背景,建立一个水下运载器对接装置的虚拟仿真系统,意在缩短对接装置的研制周期,节约其研制成本。该系统提供一个虚拟仿真的基础平台,能对多种对接装置进行虚拟仿真试验,从而对对接装置的工作性能进行评价,以便改进和完善结构设计。围绕建立水下运载器对接装置虚拟仿真系统,论文对虚拟场景的叁维建模及可视化,深潜救生艇及主动对接装置仿真数学模型的解算、潜救对接的仿真计算及虚拟仿真系统的集成等技术进行了研究。在水下运载器对接装置虚拟仿真系统的研究中,主要是针对带主动对接装置的深潜救生艇水下干救的对接技术开展研究。首先对带机械手主动对接装置的结构和总体方案进行分析,为虚拟仿真系统的实体建模提供依据。对带主动对接装置的深潜救生艇的水下对接过程进行分析,确定深潜救生艇及其主动对接装置的作业方法和步骤,为虚拟仿真系统的控制算法打下基础。结合带机械手的主动对接装置的结构,对其作业范围和自由度进行分析,并建立深潜救生艇主动对接装置的运动学方程。参照深潜救生艇自航模BSAV-I及主动对接装置模型,对虚拟仿真系统中的对象进行实体化建模；结合主动对接装置机械手的实际运动,为对接装置机械手模型建立了局部坐标系及运动自由度；为满足虚拟仿真实时交互性的要求,在虚拟场景的叁维实体建模中,采用简化结构,纹理贴图,实例化,基于图像的场景建模,小面积地形等方法,尽量减少系统的实时渲染量；通过模型加载、环境设置、海洋模块和粒子特效等数字化仿真手段来模拟水下对接环境,实现虚拟场景的叁维可视化。对虚拟场景的漫游控制进行研究。针对叁维虚拟仿真的叁个层次,将水下潜救对接的叁维可视化与深潜救生艇及主动对接装置的仿真数学模型相结合,来构建实时交互的虚拟仿真系统。在对深潜救生艇BSAV-I受力分析的基础上,建立深潜救生艇仿真数学模型；通过分析主动对接装置执行机构的特点,建立机械手的仿真数学模型。建立救生艇水下潜救对接的仿真计算程序,使仿真计算既具有实时性又能较真实地反映救生艇的水下对接规律。对视景显示的实时性,仿真计算与视景显示的同步与通信等方面进行研究,实现仿真计算与视景显示相结合的实时交互。本文设计了虚拟仿真系统的基本结构,解决了其集成的关键技术问题：MFC框架下基于Vega应用程序的实现,人机交互等。本文基于水下运载器对接装置虚拟仿真系统,进行了主动对接装置对接碰撞检测和对接虚拟仿真试验,从而验证了主动对接装置的对接能力和作业方式,初步开发出一个水下运载器对接装置的虚拟仿真平台,为新一代水下运载器对接装置的研发打下了一定基础。
参考文献：
[1]. 深潜救生艇多机械手对接装置的研究[D]. 李广军. 哈尔滨工程大学. 2001
[2]. 水下运载器对接装置虚拟仿真系统关键技术研究[D]. 常艳艳. 哈尔滨工程大学. 2010