動(dòng)態(tài)連接機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)開題報(bào)告

1、<p><b>　　開題報(bào)告</b></p><p>　　題 目 潛器間動(dòng)態(tài)連接機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</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?cè)诤Ｑ笾谢顒?dòng)的領(lǐng)域逐漸擴(kuò)大，活動(dòng)的時(shí)間也逐漸延長(zhǎng)，這就促進(jìn)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(guó)防方面的需要，潛器對(duì)接技術(shù)在諸如海底探測(cè)、沉船打撈、水下工廠、海洋工作站、援潛救生和軍事等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)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(guān)鍵問題。</p><p>　　在水下工作環(huán)境中，要想實(shí)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(gè)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(dòng)態(tài)連接機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此，該機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)對(duì)于多個(gè)潛器之間資源的交換具有重要意義。</p><p>　　二、國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢(shì) </p><p>　　潛器對(duì)接技術(shù)主要應(yīng)用于援潛救生。載人深潛救生艇的使命是營(yíng)救遇難潛艇上的人員及時(shí)撤離潛艇和危險(xiǎn)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(jìn)入深水區(qū)作業(yè)。　　由于對(duì)失事潛艇的救援工作，必須在潛艇失事后72-96小時(shí)內(nèi)進(jìn)行。況且，有些潛艇在失事后維持幸存艇員生命的時(shí)間甚至還達(dá)不到72小時(shí)。所以，還必須提高搶救速度，贏得時(shí)間。同時(shí)也要求救援母艦有良好的綜合性能，以確保營(yíng)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(shù)水準(zhǔn)，需要進(jìn)行大量的多學(xué)科試驗(yàn)，需要建立設(shè)計(jì)、建造規(guī)范，需要成熟的工藝技術(shù)，因此，目前只有少數(shù)國(guó)家具有這種實(shí)力。擁有先進(jìn)對(duì)接技術(shù)的國(guó)家主

5、要有美國(guó)、俄羅斯、日本、英國(guó)、瑞典、澳大利亞、意大利和中國(guó)等國(guó)家。</p><p><b>　　國(guó)外發(fā)展?fàn)顩r，</b></p><p>　　俄羅斯的深潛救生艇技術(shù)屬世界一流。其載人深潛救生艇通常由兩個(gè)耐壓密封球體構(gòu)成，并由鈦合金制成。艇載控制設(shè)備和2-3名艇員位于前球體，后球體可容納12-15名被營(yíng)救者。該深潛救生艇由I級(jí)援救艇運(yùn)載。每艘I級(jí)救援潛艇可運(yùn)載兩艘型號(hào)不一

6、的載人深潛救生艇，以確保救援活動(dòng)的靈便性、針對(duì)性和有效性?！　∶绹?guó)海軍花費(fèi)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(zhǎng)15.2米，直徑2.5米，動(dòng)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(jí)彈道導(dǎo)彈核潛艇上的155名官兵為例，出動(dòng)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(yíng)救出來(lái)?！　∮?guó)的LR5載人深潛救生艇長(zhǎng)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(shí)，艇上操作人員兩名，一次可營(yíng)救9名艇員，能以獨(dú)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(duì)接?！　　　∪毡敬ㄆ楣窘ㄔ斓妮d人深潛救生艇（DSBV）艇長(zhǎng)12.4米，艇寬3.2米，吃水4.3米，艇重40噸。艇上裝有1臺(tái)22千瓦電機(jī)作推進(jìn)動(dòng)力裝置，航速4節(jié)，可載12人。</p><p>　　美國(guó)的神秘者號(hào)深潛救生艇DSRV，日本的千早號(hào)深潛救生艇屬于無(wú)傾角固定裙口

8、的對(duì)接口。瑞典的SRV和英國(guó)的LR5、LR7等屬于有傾角固定的對(duì)接裙口。</p><p>　　美國(guó)DSRV深潛救生艇 日本千早號(hào)深潛救生艇 </p><p>　　瑞典SRV深潛救生艇 英國(guó)LR5深潛救生艇</p><p>　　英國(guó)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(zhuǎn)動(dòng)裙口式對(duì)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(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r：</b></p><p>　　中國(guó)7103深潛救生艇</p><p>　　中國(guó)

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(zhǎng)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(jìn)行，由大型打撈船攜帶。該艇能在200米深度進(jìn)行＂濕式＂救援，最大下潛深度可達(dá)600米，艇內(nèi)可容納6名被營(yíng)救人員。該艇還裝有水下攝像機(jī)、高頻主動(dòng)聲納和1個(gè)機(jī)械手。另外，我國(guó)從英國(guó)進(jìn)口了LR7深潛救生艇，并正在進(jìn)行相關(guān)設(shè)備的開發(fā)工作。</p><p>　　目前世界一些國(guó)家海軍裝

11、備的載人深潛救生艇主要參數(shù)是：艇長(zhǎng)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(dòng)推進(jìn)裝置，航速2-4節(jié)，潛深200-600米，可載9-24人，持久力8小時(shí)左右。通過查去相關(guān)資料進(jìn)行比對(duì)后得出結(jié)論，采用固定裙口的救生裝置對(duì)救援艇本身的技術(shù)要求較高，在對(duì)接過程中為達(dá)到對(duì)接的準(zhǔn)確性，救援艇需具備極高的機(jī)動(dòng)性能，和較大的傾斜性能，以達(dá)到對(duì)接口和被對(duì)接口準(zhǔn)確對(duì)接的目的。而且在救援過程中對(duì)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(shí)，甚至無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)接。如采用轉(zhuǎn)動(dòng)式對(duì)接裙，可減小救生艇對(duì)接過程中自身的傾斜，有效地降低對(duì)接難度，這對(duì)于提高對(duì)接成功率有極為重大的意義。采用轉(zhuǎn)動(dòng)裙口對(duì)接裝置的救生裝置具有機(jī)動(dòng)靈活、較強(qiáng)的對(duì)接適應(yīng)性以及對(duì)潛器不要求過大的縱橫傾等顯著的特點(diǎn)，可使?jié)撈饕宰罴训慕嵌扰c其進(jìn)行對(duì)接。</p><p>　　深?？臻g站潛器對(duì)接技術(shù)屬于未來(lái)新興產(chǎn)業(yè)，正處于起步階段。&

13、lt;/p><p>　　三、選題內(nèi)容、擬采用的方法和手段</p><p><b>　　選題內(nèi)容：</b></p><p>　　潛器間動(dòng)態(tài)連接機(jī)構(gòu)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(duì)應(yīng)艙口的連接。連接過程類似于航天器的空間交會(huì)對(duì)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(dòng)作過程，最后在潛器間的對(duì)應(yīng)艙口實(shí)現(xiàn)剛

14、性連接，建立密封常壓通道。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)想法及思路:</b></p><p>　　潛器間動(dòng)態(tài)連接機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)為達(dá)到既滿足當(dāng)前失事潛艇的救援任務(wù)，同時(shí)需要兼顧未來(lái)深?？臻g站的人員及物資運(yùn)輸任務(wù)。</p><p>　　先階段初步設(shè)計(jì)想法如下：</p><p>　　對(duì)接裝置主要有三部分組成：潛器固定裙口、裝有

15、四個(gè)鎖緊頭的Stewart平臺(tái)、鎖緊裝置。</p><p>　　當(dāng)潛器下潛到預(yù)定位置后對(duì)接口傳感器與裙口傳感器發(fā)出信號(hào)，確定相互位置后由控制系統(tǒng)控制Stewart平臺(tái)下端與對(duì)接口調(diào)至平行，達(dá)到預(yù)定對(duì)接位置后對(duì)接鎖緊裝置鎖緊，Stewart平臺(tái)動(dòng)作使對(duì)被接口與裙口對(duì)正，之后裙口與被對(duì)接口緩慢接近并貼緊，完成對(duì)接鎖緊任務(wù)。</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(shí)，擋板外側(cè)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(shí)，擋板由外向內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，以達(dá)到擴(kuò)大鎖緊裝置錐形口的目的，便于對(duì)接。</p><p>　　四、工作量、工作進(jìn)度計(jì)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(guān)的文獻(xiàn)20篇，通過網(wǎng)絡(luò)查閱相關(guān)資料，獨(dú)立查閱資料并整理；</p><p>　　2.在方案設(shè)計(jì)與分析的基礎(chǔ)上，完成自動(dòng)海管法蘭測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。</p><p>　　3.在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并繪制3張0號(hào)圖紙，其中至少有1張相當(dāng)于0號(hào)圖紙幅面的手繪圖；</p><p>　　4.撰寫不少于2萬(wàn)字的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。</p><p

18、><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)工作計(jì)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(duì)接技術(shù)虛擬仿真研究. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2010.23；、</p><p>　　2、王立權(quán)，唐德棟等. 救生艇雙轉(zhuǎn)裙對(duì)接裝置樣機(jī)的研制及其試驗(yàn)研究.機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2011.0

19、9；</p><p>　　3、張良，陳建平.世界各國(guó)援潛救生系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r.機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用.2001.03；</p><p>　　4、燕奎臣，AUV水下對(duì)接關(guān)鍵技術(shù)研究，機(jī)器人，2007.03；</p><p>　　5、王曉東，孟慶鑫，王立權(quán)等.新型水下對(duì)接裝置的研制.中國(guó)造船。2002.06；</p><p>　　6、王曉東，孟慶鑫，王立權(quán)

20、，等．新型水下對(duì)接裝置的研制[J]．中國(guó)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(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用，2001，(2)：21—24．</p><p>　　8、熊軍，肖國(guó)林．援潛救生體系和系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]．航海工程，2007，36(2)：90．93．</p><p>　　9、侯恕萍，

21、嚴(yán)浙平．深潛救生艇的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[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(shù)[J】．海洋技術(shù)，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