動態(tài)連接機構設計開題報告

1、<p><b>　　開題報告</b></p><p>　　題 目 潛器間動態(tài)連接機構的設計</p><p><b>　　選題的背景和意義</b></p><p>　　隨著海洋空間的開發(fā)與利用，人們在海洋中活動的領域逐漸擴大，活動的時間也逐漸延長，這就促進了各種水下航行器及海洋空間站的研發(fā)與利用。海洋開發(fā)

2、和研究的深入以及國防方面的需要，潛器對接技術在諸如海底探測、沉船打撈、水下工廠、海洋工作站、援潛救生和軍事等領域得到了廣泛應用。而水下多潛器間物資與人員的交換便成為海洋開發(fā)需要解決的關鍵問題。</p><p>　　在水下工作環(huán)境中，要想實現(xiàn)不同潛器之間的這種物資和人員的交換，必須在兩潛器之間 形成一個封閉的通道，該通道能夠連接兩潛器的艙室，包括潛器與水面航行器、海底空間站間的信息交換，都需要在水下環(huán)境間建立封閉的

3、通道，并保證連接的潛器與通道均處于常壓狀態(tài)。該通道的形成是由潛器間動態(tài)連接機構來實現(xiàn)的，因此，該機構的設計對于多個潛器之間資源的交換具有重要意義。</p><p>　　二、國內外的發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢 </p><p>　　潛器對接技術主要應用于援潛救生。載人深潛救生艇的使命是營救遇難潛艇上的人員及時撤離潛艇和危險區(qū)。依據(jù)其載人多少有大、中、小型之分；依據(jù)其潛水深度又有淺水型與深水型之分。淺水型

4、潛艇救生艇通常不得進入深水區(qū)作業(yè)?！　∮捎趯κ聺撏У木仍ぷ鳎仨氃跐撏潞?2-96小時內進行。況且，有些潛艇在失事后維持幸存艇員生命的時間甚至還達不到72小時。所以，還必須提高搶救速度，贏得時間。同時也要求救援母艦有良好的綜合性能，以確保營救效率。由于研制載人深水型潛艇救生艇需要很高的綜合技術水準，需要進行大量的多學科試驗，需要建立設計、建造規(guī)范，需要成熟的工藝技術，因此，目前只有少數(shù)國家具有這種實力。擁有先進對接技術的國家主

5、要有美國、俄羅斯、日本、英國、瑞典、澳大利亞、意大利和中國等國家。</p><p><b>　　國外發(fā)展狀況，</b></p><p>　　俄羅斯的深潛救生艇技術屬世界一流。其載人深潛救生艇通常由兩個耐壓密封球體構成，并由鈦合金制成。艇載控制設備和2-3名艇員位于前球體，后球體可容納12-15名被營救者。該深潛救生艇由I級援救艇運載。每艘I級救援潛艇可運載兩艘型號不一

6、的載人深潛救生艇，以確保救援活動的靈便性、針對性和有效性。　　美國海軍花費巨資于1977年由洛克希德公司建成了DSRV載人深潛救生艇。該艇排水量35噸，長15.2米，直徑2.5米，動力源為燃料電池?！　SRV載人深潛救生艇每次可救出24名艇員，若以美海軍俄亥俄級彈道導彈核潛艇上的155名官兵為例，出動一艘DSRV載人深潛救生艇將要往返6-7次才能把全部艇員營救出來?！　∮腖R5載人深潛救生艇長9.8米，高3.5米，艇重21噸

7、，航速2節(jié)；最大救援深度550米，持久力8小時，艇上操作人員兩名，一次可營救9名艇員，能以獨特的多自由度接口與最大傾角60度的失事潛艇救生艙口對接?！　　　∪毡敬ㄆ楣窘ㄔ斓妮d人深潛救生艇（DSBV）艇長12.4米，艇寬3.2米，吃水4.3米，艇重40噸。艇上裝有1臺22千瓦電機作推進動力裝置，航速4節(jié)，可載12人。</p><p>　　美國的神秘者號深潛救生艇DSRV，日本的千早號深潛救生艇屬于無傾角固定裙口

8、的對接口。瑞典的SRV和英國的LR5、LR7等屬于有傾角固定的對接裙口。</p><p>　　美國DSRV深潛救生艇 日本千早號深潛救生艇 </p><p>　　瑞典SRV深潛救生艇 英國LR5深潛救生艇</p><p>　　英國LR7深潛救生艇</p><p>

9、;　　澳大利亞的REMORA和意大利的SRV300則采用轉動裙口式對接裝置。</p><p>　　澳大利亞REMORA深潛救生艇 意大利SRV300深潛救生艇</p><p><b>　　國內發(fā)展狀況：</b></p><p>　　中國7103深潛救生艇</p><p>　　中國

10、十分重視載人深潛救生艇的研制和開發(fā)。使用中的一種深潛救生艇艇長15米，艇寬4米，吃水2.6米，航速4節(jié)，人員編制4名。其首次海試于1986年進行，由大型打撈船攜帶。該艇能在200米深度進行＂濕式＂救援，最大下潛深度可達600米，艇內可容納6名被營救人員。該艇還裝有水下攝像機、高頻主動聲納和1個機械手。另外，我國從英國進口了LR7深潛救生艇，并正在進行相關設備的開發(fā)工作。</p><p>　　目前世界一些國家海軍裝

11、備的載人深潛救生艇主要參數(shù)是：艇長9.8-15.2米，艇寬2.5-4米，吃水2.6-4.3米，艇重21-40噸，全部采用電動推進裝置，航速2-4節(jié)，潛深200-600米，可載9-24人，持久力8小時左右。通過查去相關資料進行比對后得出結論，采用固定裙口的救生裝置對救援艇本身的技術要求較高，在對接過程中為達到對接的準確性，救援艇需具備極高的機動性能，和較大的傾斜性能，以達到對接口和被對接口準確對接的目的。而且在救援過程中對被救援艇的傾斜角

12、度范圍也有一定要求，因此限制了其救援范圍。，失事艇的救生狀況較惡劣時，甚至無法實現(xiàn)對接。如采用轉動式對接裙，可減小救生艇對接過程中自身的傾斜，有效地降低對接難度，這對于提高對接成功率有極為重大的意義。采用轉動裙口對接裝置的救生裝置具有機動靈活、較強的對接適應性以及對潛器不要求過大的縱橫傾等顯著的特點，可使?jié)撈饕宰罴训慕嵌扰c其進行對接。</p><p>　　深海空間站潛器對接技術屬于未來新興產業(yè)，正處于起步階段。&

13、lt;/p><p>　　三、選題內容、擬采用的方法和手段</p><p><b>　　選題內容：</b></p><p>　　潛器間動態(tài)連接機構位于潛器的底部，它能夠完成與水下航行器或海底空間工作站之間對應艙口的連接。連接過程類似于航天器的空間交會對接過程，包括相撞、捕獲、緩沖、初聯(lián)接、校正、拉緊、密封等一系列動作過程，最后在潛器間的對應艙口實現(xiàn)剛

14、性連接，建立密封常壓通道。</p><p><b>　　設計想法及思路:</b></p><p>　　潛器間動態(tài)連接機構設計時為達到既滿足當前失事潛艇的救援任務，同時需要兼顧未來深海空間站的人員及物資運輸任務。</p><p>　　先階段初步設計想法如下：</p><p>　　對接裝置主要有三部分組成：潛器固定裙口、裝有

15、四個鎖緊頭的Stewart平臺、鎖緊裝置。</p><p>　　當潛器下潛到預定位置后對接口傳感器與裙口傳感器發(fā)出信號，確定相互位置后由控制系統(tǒng)控制Stewart平臺下端與對接口調至平行，達到預定對接位置后對接鎖緊裝置鎖緊，Stewart平臺動作使對被接口與裙口對正，之后裙口與被對接口緩慢接近并貼緊，完成對接鎖緊任務。</p><p>　　擋板張開狀態(tài)（不工作狀態(tài)）

16、 擋板閉合狀態(tài)（工作狀態(tài)）</p><p>　　擋板處于不工作狀態(tài)時，擋板外側緊貼于空間站或潛艇表面，以減小阻力。擋板處于工作狀態(tài)時，擋板由外向內轉動，以達到擴大鎖緊裝置錐形口的目的，便于對接。</p><p>　　四、工作量、工作進度計劃</p><p><b>　　工作量:</b></p><p>　　1.至少

17、閱讀與本課題的研究相關的文獻20篇，通過網(wǎng)絡查閱相關資料，獨立查閱資料并整理；</p><p>　　2.在方案設計與分析的基礎上，完成自動海管法蘭測量儀的結構設計。</p><p>　　3.在結構設計的基礎上，設計并繪制3張0號圖紙，其中至少有1張相當于0號圖紙幅面的手繪圖；</p><p>　　4.撰寫不少于2萬字的畢業(yè)設計論文。</p><p

18、><b>　　畢業(yè)設計工作計劃:</b></p><p><b>　　五、主要參考資料</b></p><p>　　1、常艷艷等. 潛器水下對接技術虛擬仿真研究. 武漢理工大學學報. 2010.23；、</p><p>　　2、王立權，唐德棟等. 救生艇雙轉裙對接裝置樣機的研制及其試驗研究.機械工程學報，2011.0

19、9；</p><p>　　3、張良，陳建平.世界各國援潛救生系統(tǒng)發(fā)展狀況.機器人技術與應用.2001.03；</p><p>　　4、燕奎臣，AUV水下對接關鍵技術研究，機器人，2007.03；</p><p>　　5、王曉東，孟慶鑫，王立權等.新型水下對接裝置的研制.中國造船。2002.06；</p><p>　　6、王曉東，孟慶鑫，王立權

20、，等．新型水下對接裝置的研制[J]．中國造船，2002，43(2)：95．98．</p><p>　　7、陳建平．援潛救生新概念一立體救生系統(tǒng)的發(fā)展思路[J]．機器人技術與應用，2001，(2)：21—24．</p><p>　　8、熊軍，肖國林．援潛救生體系和系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]．航海工程，2007，36(2)：90．93．</p><p>　　9、侯恕萍，

21、嚴浙平．深潛救生艇的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]．船舶工程，2004，26(4)：1-5．</p><p>　　10、 苗蘭森，劉沛，張理，等．澳大利亞水下逃生與救援技術[J】．海洋技術，2003，22(3)：106—1 10．</p><p>　　11、[39]McCarragher B J. Adaptive discrete event control for assembly: Theo

22、ry and industrial implementation. Robotics and Autonomous Systems, 2005,21(3): 323-329P</p><p>　　12、http://lt.cjdby.net/archiver/tid-530944.html?page=3</p><p>　　13、http://wenku.baidu.com/view/6f