深達11000米的馬里亞納海溝富含多金屬結(jié)合礦區(qū)、富鈷結(jié)合礦區(qū)等多種珍貴資源,不僅如此,由于其位于海底最深處,對于探索地球的發(fā)展史也極具價值。隨著詹姆斯·卡梅隆乘坐“深海探索者號”成功潛入馬里亞納海溝,人們認識到了海底最深處。但海底最深處的環(huán)境條件遠比人們想象中復(fù)雜,尤其是對液壓系統(tǒng)的影響。因此,全海深環(huán)境條件對液壓機械手控制系統(tǒng)提出了更高的要求。本論文針對全海深環(huán)境的“高壓低溫”特性,重新設(shè)計機械手所用油缸中O型密封圈對應(yīng)的溝槽尺寸;根據(jù)液壓油的“粘壓關(guān)系”和“粘溫關(guān)系”,建立適用于全海深環(huán)境的機械手控制模型;利用負載傳感技術(shù)提出適用于全海深液壓機械手的變增益控制算法。全文共分六章:第一章,介紹了論文研究背景,通過分析全海深環(huán)境的“高壓低溫”特性對機械手控制系統(tǒng)的影響,并分析常用機械手控制算法,提出本論文的研究意義與研究的主要內(nèi)容。第二章,從硬件、軟件架構(gòu)和控制算法三個方面分析了全海深環(huán)境的“高壓低溫”特性對機械手控制系統(tǒng)的要求,著重研究了海水深度與控制系統(tǒng)、壓力反饋與負載計算方法。第三章,針對全海深環(huán)境的“高壓低溫”特性,利用粘度與壓力和溫度的關(guān)系,建立萬米深海環(huán)境對應(yīng)的壓損模型;... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１馬里亞納海溝地理位置示意圖??

Ｏｒｉｏｎ?７Ｐ結(jié)構(gòu)緊湊、動作靈巧，目前為止，其是最為常用的水下機械手，曾經(jīng)搭載到??多國的載人潛器上，比如我國的蛟龍?zhí)栐茫希颍椋铮?７Ｐ進行深海探索作業(yè)。其重量輕、動??作靈活的特性使其可以完成大部分深海作業(yè)，實物圖如圖１．３所示。??Ｍａｇｎｕｍ?７Ｆ屬于加拿大ＩＳＥ公司自主研發(fā)的液壓機械手，具有七個自由度，如圖１．４??所示。中國廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局購買過一臺，并搭載在海獅號ＲＯＶ上進行作業(yè)。??我國深海潛水器的發(fā)展較晚，關(guān)于深海液壓機械手的研制則更是晚于外國，技術(shù)上也??相對較弱，因此之前一些深海探索的深海潛器搭載的作業(yè)型機械手不少都需要進口。二十??世紀初，國內(nèi)有不少高校和高科技研發(fā)機構(gòu)投身到機械手的設(shè)計研發(fā)中，并取得了一定的??成果，比較成功的有浙江大學(xué)在“十一五”期間設(shè)計的７０００米級主從式位置閉環(huán)液壓機??械手、中國科學(xué)院沈陽自動化研究所研制的伺服控制機械手等，如圖１．５、圖１．６所示。??４??

?＾??１??圖１．?３美國Ｓｃｈｉ?１?ｉｎｇ公司的Ｏｒｉｏｎ?７Ｐ機械手?圖１．?４加拿大ＩＳＥ公司的Ｍａｇｎｕｍ?７Ｆ機械手??雖然我國在深海潛器這塊發(fā)展較晚，但在針對萬米環(huán)境的機械手技術(shù)中，我國走在了??世界的前列，浙江大學(xué)在７０００米級深海液壓機械手的基礎(chǔ)上正在積極研發(fā)適用于一萬一??千米的全海深液壓機械手技術(shù)，在不久的將來，中國有望在全海深技術(shù)上超越國外。??ｉ?觀??圖１．５浙江大學(xué)七功能主從位置控制機械手?圖１．６沈陽自動化研究所伺服控制機械手??１．３．１．２深海液壓機械手應(yīng)用??深海液壓機械手的應(yīng)用范圍主要是在深海作業(yè)Ｉ１，９，１＇包括油氣田、礦物開采、科學(xué)??考察和軍事用途等：??（１）水下油田建造維修??由于水下環(huán)境的復(fù)雜性，當油氣田需要維修時，有些情況下不可能讓修理人員潛入深??海去維修水下油田，而以ＲＯＶ或ＡＵＶ為載體的機械手可以代替人們?nèi)?zhí)行一些比較危??險和復(fù)雜的任務(wù)，比如油氣田設(shè)備的焊接、設(shè)備的對接與分離工作等。液壓機械手在深海??應(yīng)用具有極大發(fā)展

【參考文獻】：
期刊論文
[1]液壓支架中電液換向閥內(nèi)泄漏的仿真研究[J]. 李曼,屈江民.  液壓與氣動. 2017(01)
[2]電液比例閥性能影響因素及補償方法的研究[J]. 謝建,李泰嵩.  液壓氣動與密封. 2016(09)
[3]拆除機器人回轉(zhuǎn)機構(gòu)PID-動壓反饋控制研究[J]. 常寬,岑豫皖,葉小華,黃健中.  液壓與氣動. 2014(06)
[4]中國科學(xué)院沈陽自動化研究所[J].   高科技與產(chǎn)業(yè)化. 2013(01)
[5]深海的呼喚——深海技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及對策思考[J]. 李穎虹,任小波.  中國科學(xué)院院刊. 2011(05)
[6]電液比例閥中位死區(qū)的線性化補償方法[J]. 許振保,趙春娥,許振珊.  湖南科技學(xué)院學(xué)報. 2010(08)
[7]基于模糊自整定PD控制器的機器人計算力矩控制[J]. 謝宗武,孫奎,黃劍斌.  機械設(shè)計與制造. 2009(06)
[8]基于凱恩方法的機器人動力學(xué)建模與仿真[J]. 石煒,郗安民,張玉寶.  微計算機信息. 2008(29)
[9]冗余度機器人運動學(xué)和動力學(xué)同時優(yōu)化[J]. 郭大忠,柳洪義,張威,李麗娜.  東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2008(07)
[10]水下航行器軸向運動的自適應(yīng)積分反演跟蹤控制[J]. 高劍,趙寧寧,徐德民,嚴衛(wèi)生.  兵工學(xué)報. 2008(03)

博士論文
[1]閥控非對稱缸系統(tǒng)的建模與控制方法研究[D]. 葉小華.合肥工業(yè)大學(xué) 2015
[2]電液流量、方向連續(xù)控制新原理及其應(yīng)用研究[D]. 趙虎.太原理工大學(xué) 2013
[3]深海七功能主從液壓機械手及其非線性魯棒控制方法研究[D]. 羅高生.浙江大學(xué) 2013
[4]采伐聯(lián)合機機械手運動分析與控制系統(tǒng)研究[D]. 郭秀麗.東北林業(yè)大學(xué) 2011
[5]移動機械手的逆運動學(xué)及滑模變結(jié)構(gòu)軌跡跟蹤控制研究[D]. 梅紅.山東大學(xué) 2009

碩士論文
[1]智能服務(wù)機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計及控制研究[D]. 艾山.哈爾濱工程大學(xué) 2013
[2]水下機器人智能手爪的控制系統(tǒng)研究[D]. 雍開國.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[3]水下機械手液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究[D]. 胡曉函.蘭州理工大學(xué) 2010
[4]深海保真采樣設(shè)備密封結(jié)構(gòu)特性分析及試驗研究[D]. 周博.浙江大學(xué) 2010
[5]基于平臺的軟件可靠性預(yù)測與選擇[D]. 鞠曉恩.上海交通大學(xué) 2009
[6]壓力適應(yīng)型深海水下液壓機械手及主從式多關(guān)節(jié)復(fù)合控制研究[D]. 章艷.浙江大學(xué) 2006



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