海洋监测平台也成功进行实验。此外包括沈阳工业大学在内的许多大学和研究所也于近年开展了水下滑翔机器人的相关研究并取得了很大的进步。1、概述1.1、水下滑翔机驱动及运动原理:水下滑翔机以自身浮力作为航行动力,没有外挂螺旋桨推进系统,它通过浮力调节系统动态地调节载体自身浮力,实现载体正浮力与负浮力之间的状态转换,为载体提供上浮和下潜动力。水下滑翔机在载体浮力以及滑翔翼的作用下,产生向前的水平滑翔速度。水下滑翔机重心调节系统是通过调整载体内部的质量分布,从而改变载体重心与浮心的相对位置,以产生横滚力矩和俯仰力矩,实现载体回转和俯仰运动。在航行过程中,水下滑翔机通过重心调节系统对其姿态和运动轨迹进行控制,实现3D空间内的螺旋运动和垂直剖面内的锯齿形运动,如图1所示。定常滑翔运动和空间定常回转运动是水下滑翔机作业过程中主要的运动形式。在水下滑翔机上浮下潜的过程中,只在其锯齿形航迹的最高点和最低点调节重力和浮力的关系,中间航程完全实现了无动力调节,定常回转运动中,保持重心的侧向偏移量不变,中间过程无需调节。因此,针对深海大范围的探测,水下滑翔机较其他形式的水下航行器具有较大的能源优势。1.2、水下滑翔机特点及功能:水下滑翔机是一种新概念水下航行器,它具有如下显著特点。(1)用途广泛。可依据具体需求进行使命重构,搭载相应的任务模块,担负不同性质的任务[5]。(2)智能程度高。采用最新人工智能技术,可自主进行航路规划、障碍物规避、目标运动要素解算及战术机动等,因而可以按照预先设定程序进行自主管理,能够在远离母船的更宽广海域进行巡航,极大提高了海底情况预警能力[6]。(3)隐身性能好。水下滑翔机采用新材料、新技术,体积小、噪音小,难于被探测[7]。(4)机动能力强。能长时间远距离航行,可在复杂海区或浅水区自由机动。(5)效费比值高。与普通水下航行器相比,水下滑翔机造价相对便宜,且能够重复使用。
全文预览
