基于水动力学的深海刚体结构动力学仿真

智 杨(湖南电气职业技术学院，中国)

摘要

自从人类1860年工业革命以来，对矿产资源需求越来越多，而矿产资源又是不可再生的，陆地上的矿产资源终有枯竭的危机，所以20世纪70年代开始世界主要发达国家把目光聚焦到了比陆地更宽广的海洋，需求对海底矿产资源的开发，中国20世纪90年代也开始关注深海采矿。但是目前都还没有比较成熟的，能实用与商业化的深海采矿设备。其主要难点有深海环境复杂，机械结构所受动力学复杂，很难预测及对其控制。深海机械结构由于受到洋流的冲击以及自身运动，其不可避免地受到水动力作用，这就会使其动力学建模变得复杂，对于多刚体结构，其基于深海动力学建模目前还是其运动控制的难点，目前主要是通过基于水动力学理论分析，然后通过matlab数值求解。为了快捷方便求解基于水动力学的深海刚体动力学，论文采用matlab数值求解刚体水动力，然后导入ADMAS动力学仿真软件求解，这大大简化了其动力学建模及求解的难度。

关键词

深海采矿；水动力学；动力学仿真

参考

党进,倪风雷,刘业超,等.基于新型补偿策略的柔性关节控制器设计[J].机器人,2011,33(1):150-155.

Hauschild J P, Heppler G R. Control of harmonic drive motor actuated flexible linkages[C]//IEEE International Conference Robotics And Automation. piscataway, NJ, USA:I EEE, 2007:3451-3456.

(法)贝尔纳·莫兰.海洋工程水动力学[M].刘水庚,译.北京:国防工业出版社,2012.

徐世钰.Kane方程在机械臂动力学中的应用[J].西安电子科技大学学报,1988,15(2):100-108.

夏丹,陈维山,刘军考,等.基于Kane方法的仿鱼机器人波状游动的动力学建模[J].机械工程学报,2009,4(6):41-49.

周知进,杨智,刘爱军.深海采矿机构转臂动力学建模与力学分析[J].力学与实践,2018,40(4):409-414+421.图 3 水动力数值图 4 模型关节驱动力矩

DOI: http://dx.doi.org/10.12345/slkxyjs.v7i10.21472