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全约束并联绳驱动救助捞网结构设计与研究
| 论文题名： | 全约束并联绳驱动救助捞网结构设计与研究 |
| 关键词： | 海上救援;并联绳驱动机构;救助捞网;结构设计;力位混合控制 |
| 摘要： | 近年来，随着我国海洋经济的迅猛增长及海底资源开采事业的快速发展，在近远海开展的生活作业日益增多。但在经济飞速发展的同时，海上交通事故也随之增多，无形中为我国海上人命救助带来了新的压力与挑战，并且救助与打捞是我国救援系统中至关重要的一环，是海上安全的主力军[1]。我国救捞工作本着救助人命、保护环境、服务社会、保障安全的宗旨，充分发扬了党和政府以人为本、关爱生命、执政为民的理念[2、3]。 目前，我国海上救援力量的主体是救助船舶和救助直升机。而对传统海上落水人员的救助方法大致可以分为从船体侧面通过救助人员对遇险人员向上提拉的提拉救助法，或者是使用马项套方式将绳子穿过落水人员的马项套提拉法等。但这些救助方式都会因外因导致救助人员受伤或者对遇险人员造成二次伤害。因此开发出一款能够在船体中央进行人命救助，既能对遇险人员有良好接触性又具有抵抗风浪能力的刚度的新型人命救助装备具有十分重要的意义。针对此项问题，本文结合国内外针对六自由度并联绳驱动的研究前提下，提出设计了一种既能保障遇险人员不受二次伤害又能抵抗风浪流等外界因素的新型人命救助捞网，并在此基础上进行了机构的结构分析与优化，主要研究内容如下： （1）在结合国内外对并联绳驱动机构研究的基础上，设计提出了一种新型的人命救助捞网。在确定绳索数量和绳索在双体船上的布置位置的前提下，设计了捞网的结构。通过Matlab与Adams两个软件对机构所建的数学模型进行了运动学正逆解的计算，并验证了所搭建机构运动学、动力学模型的正确性。根据实际的需求进行了电机、减速器、卷扬机构等的选型与设计。 （2）推导了并联绳驱动救助捞网活动范围的计算公式，就影响机构活动范围的因素进行分析。选择合适可控的影响因素进行优化，得到机构能够达到的最大的活动范围。 （3）推导并分析了影响救助捞网刚度的因素，从而能够通过调节张力分配系数来调节机构的刚度，使机构刚度能够达到预想的范围，为抵抗风浪流等外界因素提供了保证。 （4）使用Matlab对救助捞网的运动轨迹进行编程设计，并使用Matlab中的Simulink与Adams进行联合仿真，查看虚拟仿真下机构的运动轨迹是否与规划的轨迹相符。提出位置控制和力位混合控制两种控制方法，通过对位移轨迹的跟踪和张力误差计算研究所设计的位置闭环和力位混合控制系统是否能够较好地控制救助捞网的运动。 |
| 作者： | 强兆锋 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 熊伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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