申请/专利权人：中国科学院沈阳自动化研究所

申请日：2022-07-14

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN115092344B

主分类号：B63B71/00

分类号：B63B71/00;B63G8/22;B63G8/26

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2022.10.14#实质审查的生效;2022.09.23#公开

摘要：本发明涉及一种用于大深度水下机器人姿态调整的配重与压铁布局方法。水下机器人的姿态主要包括俯仰、横滚两个角度。水下机器人，特别是自主遥控水下机器人ARV具备多种使用模式，可以采样以及搭载额外的有效载荷，其重量和浮力的不同分布会造成水下机器人姿态的变化；当水下机器人起吊、水下航行探测以及回收海面时，由于吸附压铁状态不同，其姿态也不同。姿态角的过大会造成水下机器人航行阻力增大、推进器不匹配、回收时天线信号淹没等问题，因此水下机器人的姿态控制在水下航行控制、水面回收中扮演着重要作用，本姿态计算方法为大深度水下机器人姿态的确定提供了理论计算依据，压铁布局的确定也保证了水下机器人在下潜和海面回收时具备良好的姿态。

主权项：1.一种用于大深度水下机器人姿态调整的配重与压铁布局方法，其特征在于，结合水下机器人的布放和回收流程，通过吊钩、配重、压铁布局，实现水下机器人海面回收时姿态水平，水下机器人下潜时减小阻力、提高下潜速度，水下机器人水下运行时和起吊时姿态平稳；包括以下步骤：步骤1、定义水下机器人模型的三维坐标系原点x0，y0，z0及方向；步骤2、计算水下机器人的上浮压铁布局位置，使得水下机器人在无动力上浮过程后能平稳浮在预设的海面切割线；所述上浮压铁布局位置计算的步骤如下：步骤2.1：计算海面回收时，水下机器人的正浮力数值；根据水下机器人系统的不利因素：内部耐压舱漏水造成的失去浮力值、浮力材损坏造成的浮力减少值、光纤缠绕牵引力值，设定由不利因素累加形成的水下机器人的海面正浮力值；步骤2.2：计算水下机器人相对海面线的位置；a.在模型中，通过海面切割水下机器人上部浮力材，模拟水下机器人漏出海面不同高度；b.切割后，将上部浮力材体积换算成浮力，加上漏出海面设备的损失浮力，得到总浮力损失值；所述漏出海面设备包括天线、起吊钩；c.计算不同的切割位置，对应不同的浮力损失值，直至总浮力损失值等于海面正浮力值，从而确定海面切割位置；步骤2.3：计算水下机器人上浮压铁位置；对海面以上的浮力材、天线、设备，计算浮力中心，确定上浮压铁x和z两个方向的坐标位置；所述上浮压铁吸附在水下机器人底部外侧，上浮压铁y方向的高度位置依据电磁铁、水下机器人框架位置确定；步骤3、设计水下机器人的下潜压铁布局位置，计算下潜过程姿态，控制下潜姿态；步骤4、根据水下姿态设计水下机器人在水下运行过程中的预置配重和其布局位置，使得水下机器人在水下运行过程中保持姿态平稳；步骤5、设计布放起吊钩和回收起吊钩的位置，使得布放起吊和回收起吊过程的姿态平稳。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国科学院沈阳自动化研究所 用于大深度水下机器人姿态调整的配重与压铁布局方法

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