淺水測(cè)試場(chǎng)浮動(dòng)監(jiān)控平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及靜水力特性研究.pdf

1、淺水測(cè)試場(chǎng)水下視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)是淺水測(cè)試場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的重要部分，其作用是用于觀察與記錄水下設(shè)備測(cè)試的過程視頻，水下視頻監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控形式經(jīng)過多年的發(fā)展已經(jīng)多種多樣，根據(jù)攝像機(jī)載體的不同主要可以分為固定式水下監(jiān)控設(shè)備、浮動(dòng)式水下監(jiān)控設(shè)備、移動(dòng)式水下監(jiān)控設(shè)備等，本文根據(jù)淺水測(cè)試場(chǎng)的使用需求，提出了一種新型浮動(dòng)式水下視頻監(jiān)控設(shè)備，并基于浮動(dòng)監(jiān)控平臺(tái)完成了水下視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與搭建，最后對(duì)浮動(dòng)監(jiān)控平臺(tái)的靜水力特性進(jìn)行了相關(guān)研究。
　　水下視

2、頻監(jiān)控系統(tǒng)包含兩個(gè)固定攝像機(jī)與兩個(gè)浮動(dòng)攝像機(jī)，通過控制浮動(dòng)監(jiān)控平臺(tái)與云臺(tái)的運(yùn)動(dòng)，保證整個(gè)測(cè)試設(shè)備能處在監(jiān)控視野中，整個(gè)系統(tǒng)包含水下照明系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、控制系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，水下照明系統(tǒng)以LED矩陣作為水下照明燈，視頻監(jiān)控系統(tǒng)使用VC++進(jìn)行搭建，為了保證控制的靈敏性，將其與控制系統(tǒng)分開，視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用PAL視頻制式，MPEG/AVI壓縮方式，對(duì)監(jiān)控視頻進(jìn)行保存，整個(gè)系統(tǒng)具有大屏幕顯示、視頻保存、回放、視頻報(bào)警等功能。浮動(dòng)監(jiān)控平臺(tái)

3、的設(shè)計(jì)吸取了海上浮標(biāo)設(shè)計(jì)的成熟經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合Spar平臺(tái)的特點(diǎn)完成的一種新型結(jié)構(gòu)浮動(dòng)監(jiān)控平臺(tái)的設(shè)計(jì)，分別對(duì)其結(jié)構(gòu)框架、絞筒系統(tǒng)、錨纜系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)選型，結(jié)合 ANSYS對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度分析，通過分析計(jì)算浮動(dòng)監(jiān)控平臺(tái)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度能夠滿足設(shè)計(jì)要求。
　　在完成浮動(dòng)監(jiān)控平臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后，對(duì)其重心與浮心坐標(biāo)進(jìn)行了估算，并且計(jì)算其浮體截面面積矩，求出浮動(dòng)監(jiān)控平臺(tái)在不同傾角下的穩(wěn)性高、復(fù)原力矩、穩(wěn)性系數(shù)及靜穩(wěn)性曲線、動(dòng)穩(wěn)性曲線、穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)，近似計(jì)算出

4、了浮動(dòng)監(jiān)控平臺(tái)的橫搖、縱搖固有周期與垂蕩固有周期，并對(duì)在不同的配重距離、配重重量、浮體直徑等結(jié)構(gòu)參數(shù)下的靜水力特性變化曲線及橫搖、縱搖及垂蕩固有周期的影響進(jìn)行分析，通過分析可以發(fā)現(xiàn)浮體直徑對(duì)浮動(dòng)監(jiān)控平臺(tái)的靜水力特性影響最大，配重重量其次。通過改變其結(jié)構(gòu)參數(shù)能夠改變浮動(dòng)監(jiān)控平臺(tái)的橫搖、縱搖及垂蕩固有周期。
　　通過水池試驗(yàn)得出浮動(dòng)監(jiān)控平臺(tái)能夠滿足水下視頻監(jiān)控功能需求，且穩(wěn)定性良好，測(cè)得浮動(dòng)監(jiān)控平臺(tái)在鋼纜放松與拉緊時(shí)的橫搖、縱搖和垂蕩