近年來,隨著海上交通運(yùn)輸業(yè)以及海底資源開采事業(yè)的快速發(fā)展,我國在遠(yuǎn)、近海的生產(chǎn)活動日益頻繁,海上事故發(fā)生頻率也隨之增加。救助艇人工救撈作為目前海上救助的主要方式,惡劣海況下實(shí)施難度大,艇上工作人員生命安全無法得到保證,本項(xiàng)目所研發(fā)的新型海上救撈船有望解決此難題,該救撈船船體設(shè)計(jì)借鑒了具有特殊構(gòu)造的波浪自適應(yīng)雙體船,可抵御強(qiáng)風(fēng)浪,具備很強(qiáng)的耐波性,其上搭載冗余約束繩驅(qū)并聯(lián)機(jī)構(gòu)作為船用救撈設(shè)備以實(shí)現(xiàn)自動打撈。為實(shí)現(xiàn)二者的良好配合,應(yīng)充分考慮雙體船構(gòu)造以及應(yīng)用環(huán)境,對繩驅(qū)并聯(lián)救撈機(jī)構(gòu)進(jìn)行針對性的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)以及控制方法研究。這對救撈船的實(shí)際建造和運(yùn)行具有重要意義。針對繩驅(qū)并聯(lián)救撈機(jī)構(gòu)的基座平臺構(gòu)造,建立了基座可動的完整的機(jī)構(gòu)逆運(yùn)動學(xué)模型和分離船體運(yùn)動干擾的機(jī)構(gòu)動力學(xué)模型。在繩索出力限制下,分析機(jī)構(gòu)平衡外力旋量的能力,進(jìn)而得出力可行驗(yàn)證條件,采用離散法求解繩驅(qū)并聯(lián)機(jī)構(gòu)力旋量可行工作空間。研究移動平臺結(jié)構(gòu)與工作空間的關(guān)系,借助粒子群法完成平臺的幾何尺寸優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了機(jī)構(gòu)可行工作空間最大化。對繩驅(qū)并聯(lián)機(jī)構(gòu)剛度矩陣進(jìn)行分析,得出剛度矩陣與機(jī)構(gòu)穩(wěn)定性的關(guān)系,同時(shí)從穩(wěn)定性角度上給出解析型的繩索張力分配方法... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

大型海上救助船

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-1-第1章緒論1.1課題研究的背景及意義本課題來源于大連海事大學(xué)有關(guān)新型海上救撈船的合作研究項(xiàng)目。在惡劣海況下高效完成救撈任務(wù)，除要求船體自身具有較高耐波性，還應(yīng)裝備合適的船用救撈設(shè)備。新型海上救撈船以雙體船為基體搭載繩驅(qū)并聯(lián)救撈機(jī)構(gòu)完成目標(biāo)物打撈，但復(fù)雜海況下船體運(yùn)動必然對救撈機(jī)構(gòu)性能造成影響，因此須考慮船體構(gòu)造以及海上應(yīng)用環(huán)境，對繩驅(qū)并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行針對性的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)和有效控制，這對救撈工作的實(shí)施有重要意義，從而引出本課題。近年來，隨著海上交通運(yùn)輸業(yè)以及海底資源開采事業(yè)的快速發(fā)展，我國在遠(yuǎn)、近海的生產(chǎn)活動日益頻繁，然而由于世界氣候劇變，海洋環(huán)境愈發(fā)惡劣，導(dǎo)致大、小海上事故頻發(fā)，嚴(yán)重威脅了海上作業(yè)人員的人身安全。目前，我國的海上救援任務(wù)主要通過直升機(jī)和救助船完成。圖1-1大型海上救助船圖1-2救助艇人員救援直升機(jī)搜救范圍廣，救援速度快，在海上搜救作業(yè)中占絕對優(yōu)勢，但其對施救人員素質(zhì)要求高，且單次人員救助數(shù)量有限，在面對大型海上救援任務(wù)時(shí)，救助船仍是主要力量。救助船耐波性強(qiáng)，可在惡劣海況下完成遠(yuǎn)距離、長時(shí)間的搜救任務(wù)。但由于船體質(zhì)量大，機(jī)動性差，所以通常情況下救助船應(yīng)與事故地保持一定距離，通過船載小艇或者撈具間接救助水中人員。但由于救助艇較輕小，在強(qiáng)風(fēng)浪作用下施救難度大大提高而且救援人員的安全也無法得到保證。為解決該問題，本項(xiàng)目提出一種適應(yīng)惡劣海況的新型海上救撈船，可作為大型救助船的重要補(bǔ)充力量。新型海上救撈船基體采用一種具有波浪自適應(yīng)功能的特殊構(gòu)造的雙體船[1]，

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-2-它保留了傳統(tǒng)雙體船快速和穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，同時(shí)在船體設(shè)計(jì)中融入了先進(jìn)的汽車減震技術(shù)。該船依靠兩側(cè)充氣浮筒提供浮力，采用平行彈簧—阻尼器單元作為浮筒連接上層船體的“懸架”系統(tǒng)，上層船體由前、后拱以及船體主干構(gòu)成，前拱和船體主干之間用球鉸連接，而后拱則與主干固連。如同汽車一樣，懸架系統(tǒng)可用于衰減高振幅的低頻振動，而可變形的充氣浮筒能夠衰減低振幅高頻振動，除此之外，上層船體的關(guān)節(jié)運(yùn)動也能一定程度上隔離波浪對船體的突然沖擊，借助上述設(shè)計(jì)該船體的耐波性得到大大提高。獨(dú)特的“拱形”結(jié)構(gòu)使兩浮筒間擁有較大的空間，這一特點(diǎn)非常有利于船上救撈設(shè)備的安裝，尤其適合便于封閉空間布置的繩驅(qū)并聯(lián)機(jī)構(gòu)。圖1-1波浪自適應(yīng)雙體船圖1-2波浪自適應(yīng)雙體船關(guān)節(jié)運(yùn)動圖1-3波浪下的船體運(yùn)動繩驅(qū)并聯(lián)機(jī)構(gòu)承載能力強(qiáng)、工作空間大、運(yùn)動速度快且機(jī)動靈活，十分適合作為本項(xiàng)目船用救撈設(shè)備。該機(jī)構(gòu)完全依靠繩索帶動移動平臺，電機(jī)卷揚(yáng)等繩索驅(qū)動系統(tǒng)被固定在下平臺，大幅減輕了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動負(fù)載，從而容易獲得高加速度。通過驅(qū)動卷揚(yáng)轉(zhuǎn)動來纏繞繩索，以控制繩長變化，降低了機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)安裝難度和建造成本。在封閉空間內(nèi)，繩索并聯(lián)機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)移動平臺的較高精度控制，可輕松完成例如搬運(yùn)、軌跡跟蹤等任務(wù)。船體在風(fēng)浪作用下會發(fā)生例如升沉、縱搖和橫蕩等耦合運(yùn)動[2]，相比于固

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]基于繩牽引并聯(lián)機(jī)構(gòu)的六自由度波浪補(bǔ)償關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 呂偉.國防科技大學(xué) 2017
[2]冗余驅(qū)動索并聯(lián)機(jī)構(gòu)矢量力輸出特性研究[D]. 王偉方.清華大學(xué) 2016
[3]六自由度并聯(lián)波浪補(bǔ)償系統(tǒng)設(shè)計(jì)與控制關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 胡永攀.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015
[4]繩牽引并聯(lián)機(jī)構(gòu)若干關(guān)鍵理論問題及其在風(fēng)洞支撐系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D]. 鄭亞青.華僑大學(xué) 2004



本文編號：3256081