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基于电磁发射的微小型AUV弹射装置设计及性能研究
| 论文题名： | 基于电磁发射的微小型AUV弹射装置设计及性能研究 |
| 关键词： | 水下无人航行器;电磁发射;弹射装置;磁壳设计;动力学特性 |
| 摘要： | 水下无人航行器(UUV)是一种可长期潜入水下，依靠自带能源、自推进、自主控制，通过配置任务载荷执行作战或作业任务的潜水器，对于国防至关重要。本文通过UUV搭载一种微小型水下机器人(AUV)，该AUV携带多种功能模块，可实现对作战目标的监测或者毁伤。实际作业时，UUV航行至作战目标附近，微小型AUV由UUV上弹射装置进行发射后，吸附在目标物体表面对其进行监测或者毁伤。论文对微小型AUV弹射装置进行设计，并对弹射装置的性能进行分析和研究。 首先进行微小型AUV弹射系统的设计。弹射装置主要包括存储仓、供给机构和电磁弹射三部分，存储仓对微小型AUV进行存储保护，供给机构对微小型AUV进行转运供给，电磁弹射对微小型AUV进行最终的发射。电磁弹射方案设计主要包括电磁弹射工作原理、初始参数的选择和磁壳设计;存储仓结构和供给机构设计包括:链传动系统设计、存储筒和转运筒设计。 对弹射装置中存储仓和供给机构的关键运动进行动力学分析。分析计算存储仓传动的动力学特性，并通过仿真进行验证和分析，在此基础上，采用有限元分析软件ANSYS对重要零部件进行强度分析;通过Adams对供给机构的运动进行模拟与分析;对微小型机器人和存储筒的碰撞进行数学建模，并通过Adams对其进行模拟仿真，分析碰撞的影响，验证方案的可行性，并在此基础上提出优化的方案。 对电磁弹射部件参数进行优化，使电磁弹射具有更高的发射效率。对电磁弹射的过程进行数学建模，通过电磁仿真软件Maxwell对线圈电磁弹射进行分析，包括静态磁场和瞬态磁场，进而对电磁弹射的各参数特性进行分析，最后采用正交试验法对电磁弹射参数进行优化。 最后进行电磁弹射试验，搭建缩比模型试验台，通过缩比试验，验证触发位置和线圈匝数对于电磁弹射的影响。通过仿真和实验结果的对比分析，验证设计的可行性。 |
| 作者： | 常洪林 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 侯恕萍 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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