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210

作者：

王奥博

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摘要：

水下滑翔机是一种相对新兴的智能水下机器人,它没有传统的推进装置,其运动靠自身的浮力与重力差驱动,配合姿态角的调节,实现水下的锯齿路线运动.第一代水下滑翔机的外形由艇体,水平翼,尾翼组成,由于艇体部分基本不产生升力,且内部空间有限,使得滑翔比与滑翔速度较小."飞翼"又叫做翼身一体,这一概念源于飞行器设计,指的是机身隐藏于机翼中,或者通过流畅的过渡淡化机身.将飞翼的概念引入水下滑翔机,旨在获得更好的水动力性能,并促进水下滑翔机向大型化发展.本文针对飞翼式水下滑翔机,从总体设计和实验研究两个方面展开.首先依据潜水器的静力学以及操纵性的相关要求,对飞翼式水下滑翔机进行总布置的规划,对水下滑翔机的重量,重心,浮力,浮心进行初步计算,验证其稳性.然后,针对水下滑翔机的纵倾角调节范围,横滚角调节范围进行了优化设计,对水密舱进行强度校核.总布置设计完成后,对浮力调节系统和重心调节系统进行了详细设计,主要包括机械结构的设计,运动副的参数选择,执行元件(电机,阀等)的选型,可靠性分析等工作.开展实验研究时先对每个功能模块进行测试,对关键的问题进行验证,然后再此基础上进行整机测试.另外针对水池试验的需要,设计了"应急上浮系统"以及"红外遥控装置",并对这两者进行了测试.然后再按阶段进行潜水器整体的岸上调试和水池试验.实验证明,本文的设计行之有效,同时也验证了飞翼式水下滑翔机的优势.通过样机的设计制作以及下水试验,探索了飞翼式水下滑翔机的工作特点,设计方法和规律,也为今后进行深入的研究提供了一个实验平台.

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关键词：

飞翼；水下滑翔机；总体设计；样机试验

学位级别：

硕士

DOI：

CNKI:CDMD:2.1018.048120