多波束测深在漾头水电站下游冲坑测量中的应用

水电站经过长期运营,在水力因素和河床地质的综合作用下,大坝下游很容易形成冲坑,传统的坝后冲坑范围界定常采用人工巡查和逐点测量的方式,分辨率和测深精度较低。利用多波束测深技术进行全覆盖测量,对水下高精度点云数据进行三维建模,可以全面客观地反映冲坑现状。以漾头水电站消力戽下游冲坑测量为例,利用Kongsberg EM2040C(双探头)多波束测深系统和水下机器人,得到了冲坑水下三维地形图和视频资料,并与消能戽下游冲刷坑深度经验公式计算结果进行对比,为该电站冲坑的稳定性评价和发展演化提供了可靠的数据资料。应用成果对类似坝后冲坑的现状测量和加固修复具有一定的借鉴意义。

机械胸鳍式仿生水下机器人的动力学特性研究

对新近研制的仿生水下机器人Robo-Mackerel,建立其在胸鳍摆动模式下游动的物理模型,并给出机械胸鳍摆动的运动方程。利用库达-儒柯夫斯基定律和二维叶素理论,分析Robo-Mackerel巡游时受到的流体作用力。通过动力学仿真,计算Robo-Mackerel的游速、推进力、瞬时功率和平均效率等水下推进性能指标。为有效地提高Robo-Mack-erel的水下推进性能,分析讨论了机械胸鳍摆动各运动学参数和上述指标的关系,并提出各运动学参数的最优值。

堤坝检测水下机器人GDROV方案研究

介绍用于查找江、河、湖、海各种堤坝的裂缝、破损和隐患质量等问题的堤坝检测水下机器人的系统组成、基本功能和工作原理,并给出了机械本体、机器人定位系统、堤坝检测系统和控制系统设计方案。

水下装备挖掘过程的动力学研究

文中用多体动力学方法对海底机器人挖掘过程的动力学进行了研究。基于海底土壤特征建立了挖掘过程中工具-土壤之间相互作用的土动力学模型,利用莫里斯理论建立了铲斗等水阻力学模型,然后,将上述模型融合到整体挖掘动力学模型中,并采用机械动力学模拟软件ADAMS进行了仿真。

水下机器人照明系统LED光源线性调光控制

为了解决传统的水下机器人照明系统PWM调光方法出现的频闪问题,采用了一种线性调光的控制方法,设计了水下机器人的照明系统。整体方案,采用了ARM单片机和数控电位器相结合的方案。硬件部分,设计了恒流驱动电路,数控电位器电路。软件方面,设计了恒流线性调光控制策略。最终通过实际验证证明,本系统LED的调光范围达到0~100%的要求,且稳定无闪烁、发光效率高。

新型两关节机器鱼的研制及实验研究

以鲹科加新月形尾鳍推进模式鱼类的仿生学研究成果为基础,采用模块化设计思想,设计了新型两关节仿生机器鱼"HRF-II",其尾部模块采用单电机驱动,易于实现尾部运动参数的调整;其升潜模块采用吸排水实现机器鱼升潜.对仿生机器鱼直线推进、转向、升潜和逆向游动的动作进行了水下实验.实验结果表明"HRF-II"具备良好的推进特性和升潜特性,并且实现了逆向游动.

某水下机器人电池组固定方式改进设计

针对某水下机器人原样机采用拉杆方式将电池组固定在壳体内所存在的成本高、装配性差和惯导重复标定等缺点,对电池组的固定方式进行了改进设计。初试样机电池组采用定位销的方式固定,即分别在前后2个电池模块的端面上安装定位销,通过定位销和与壳体连接的挡板上的绝缘孔座的配合,实现了电池组在舱内的固定和与舱体的绝缘。该固定方式经在水下机器人初试样机上进行验证,可满足要求。

警用水下机器人设计方案研究

介绍了一种用于水下刑事证物的探测识别和涉案水下现场搜索调查的警用水下机器人的系统组成、基本功能和工作原理,并给出了警用水下机器人水下航行体、定位系统和控制系统等的设计方案。