隨著人類對海洋資源的不斷探索,與海洋開發(fā)相關(guān)的技術(shù)也取得了一定的突破,各種樣式的無人水下航行器由此產(chǎn)生并得到發(fā)展,其中無人水下航行器的回收技術(shù)是增加其續(xù)航能力的關(guān)鍵技術(shù)之一。針對目前無人水下航行器水下自主回收存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、對接成功率低、環(huán)境適應(yīng)性差、成本高等問題,本文結(jié)合某型模擬樣機自動回收系統(tǒng)的工作任務(wù),開發(fā)了一種無人水下航行器自動回收系統(tǒng)。該系統(tǒng)由回收絞車組件、回收框架、緩沖與阻尼機構(gòu)、捕獲器組件、對接接口組件、模擬樣機六部分構(gòu)成。首先根據(jù)系統(tǒng)的技術(shù)指標及功能要求,確定無人水下航行器自動回收裝置功能結(jié)構(gòu)及控制方案,對模擬樣機進行受力分析并通過有限元分析計算模擬樣機入水所受到的海浪的最大砰擊力。然后以此為依據(jù)對其關(guān)鍵部件進行模塊化設(shè)計,包括回收絞車滾筒、自動排纜機構(gòu)、張緊裝置、夾緊機構(gòu)、承載機構(gòu)的設(shè)計。然后對控制系統(tǒng)進行設(shè)計,包括回收絞車電機、張緊輪控制電機、夾緊機構(gòu)和承載機構(gòu)的控制。最后結(jié)合模擬樣機的自動回收裝置的項目對設(shè)計的整套系統(tǒng)進行試驗驗證,從功能模塊測試到靜水試驗再到近海試驗,試驗結(jié)果印證了此種無人水下航行器自動回收系統(tǒng)的可行性,且本系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、靈活性較高、適用性較強、易于操作的特點。
【學位單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：U674.941
【部分圖文】：

水中箱式回收

圖 1.1 水中箱式回收式固定水下平臺回收座式固定水下平臺回收，其中的典型代表是日本東京大學研發(fā)的海底充電統(tǒng)，回收原理如圖 1.2[11-12]，其原理為：在潛艇甲板上安裝有特殊的回收回收期間，UUV 通過導(dǎo)引機構(gòu)不斷接近潛艇，并且控制平臺上的捕捉裝捉捕獲臂，待捕捉完成后 UUV 進行艏向和側(cè)向姿態(tài)的調(diào)整并落座在回收最后鎖緊機構(gòu)將 UUV 鎖住，完成定位。此種回收方式優(yōu)點是回收成功率位精度高，缺點是 UUV 上面安裝捕獲臂需要占用空間，不適用于小型 UUV

圖 1.3 REMUS 100AUV 回收系統(tǒng)從上述兩個典型回收案例可以看出桿（繩）類回收的優(yōu)點是 UUV 從任何方向靠近均可實現(xiàn)引導(dǎo)對接，缺點是的定位鎖緊機構(gòu)復(fù)雜，且 UUV 艏部的鎖緊機構(gòu)會影響 UUV 運動性能。1.2.2 移動回收平臺回收(1)錐形導(dǎo)向罩回收方式[14]錐形導(dǎo)向罩回收，美國 WHOI 研制的 REMUS 系列 AUV 的水下自動回收系統(tǒng)正是屬于此種回收方式，其工作原理如圖 1.4。母船上裝有回收絞車，絞車下放兩根線纜與回收裝置相連，并限制回收裝置在水平面的旋轉(zhuǎn)運動，對接時，UUV 通過聲學引導(dǎo)進入圓錐導(dǎo)向罩中，待 UUV 完全進入圓錐導(dǎo)向罩后，鎖緊 UUV，控制絞車動作完成回收。當以這種方式回收時，回收裝置的入口是固定的，并且通常需要與海水流動方向一致，UUV 才能順著海水流動進入回收裝置。

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6 高卓;湯偉江;朱云周;張喜順;;微細光纜在水下航行器中的應(yīng)用及關(guān)鍵技術(shù)綜述[J];水下無人系統(tǒng)學報;2017年06期

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7 高劍;徐德民;嚴衛(wèi)生;劉明雍;;欠驅(qū)動自主水下航行器的非線性橫向跟蹤控制[A];中國自動化學會控制理論專業(yè)委員會A卷[C];2011年

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本文編號：2832794