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万米级水下机器人浮力实时测量方法
Real-time Measurement Method of Buoyancy of a Full-Ocean-Depth Underwater Robot

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刘鑫宇 1,2   李一平 1 *   封锡盛 1  
文摘 提出了一种适用于万米级水下机器人的实时浮力测量方法,主要解决大于一万米水深环境下密度变化、新材料力学参数不确定等因素造成浮力计算困难的问题.该方法基于推进器和加速度计进行浮力测量.为了减少相关动力学参数不确定性对测量结果的影响,水下机器人需要在海底执行特殊的运动动作.文中讨论了该方法的特点和适用情况,并使用“海斗”号自主遥控水下机器人(“海斗”ARV)在近10900 m深的海底中进行了实验验证.实验结果表明,该方法测量得到的结果与参考值的平均误差为0.3 N,满足预期要求.
其他语种文摘 A real-time buoyancy measurement method is presented for a full-ocean-depth underwater robot to solve the difficulties in buoyancy calculation due to the change of density and the uncertainty of mechanical parameters at more than 10,000 meters depth. This method measures the buoyancy based on the propeller thrust and acceleration measurement. To minimize the measurement errors caused by the uncertainty of the dynamic parameters, the underwater robot need to perform a special motion. In this paper, the characteristics and application of the method are discussed, and an experiment is carried out at nearly 10,900 meters depth using the Hadal autonomous & remotely operated vehicle (Hadal ARV). The experimental results show that the average error of the measured result is 0.3 N, which satisfies the expected requirement.
来源 机器人 ,2018,40(2):216-221 【核心库】
DOI 10.13973/j.cnki.robot.170321
关键词 无人水下航行器 ; 深潜器 ; 浮力测量 ; 推进器 ; 加速度计
地址

1. 中国科学院沈阳自动化研究所, 机器人学国家重点实验室, 辽宁, 沈阳, 110016  

2. 中国科学院大学, 北京, 100049

语种 中文
文献类型 研究性论文
ISSN 1002-0446
学科 自动化技术、计算机技术
基金 中国科学院战略性先导科技专项
文献收藏号 CSCD:6211573

参考文献 共 10 共1页

1.  Asakawa K. Ceramic pressuretight housings for ocean-bottom seismometers applicable to 11-km water depth. IEEE Journal of Oceanic Engineering,2012,37(4):756-763 被引 2    
2.  Bowen A D. The Nereus hybrid underwater robotic vehicle for global ocean science operations to 11,000m depth. OCEANS 2008,2008 被引 1    
3.  武建国. 深海AUV下潜过程浮力变化研究. 机器人,2014,36(4):455-460 被引 5    
4.  Jamieson A J. Hadal trenches: The ecology of the deepest places on Earth. Trends in Ecology & Evolution,2010,25(3):190-197 被引 42    
5.  武建国. 6000 m AUV "潜龙一号"浮力调节系统开发及试验研究. 海洋技术学报,2014,33(5):1-7 被引 9    
6.  Roddy R F. Investigation of the stability and control characteristics of several configurations of the DARPA SUBOFF model (DTRC Model 5470) from captive-model experiments,1990 被引 11    
7.  李硕. 6000米AUV深海试验研究. 海洋工程,2007,25(4):1-6 被引 6    
8.  中国科学院海斗深渊前沿科技问题研究与攻关战略性先导科技专项研究团队. 开启深渊之门——海斗深渊前沿科技问题研究与攻关先导科技专项进展. 中国科学院院刊,2016(9):1105-1111 被引 3    
9.  曾俊宝. 便携式自主水下机器人控制系统研究与应用. 机器人,2016,38(1):91-97 被引 8    
10.  郑荣. 基于垂向推进方式的AUV低速近底稳定航行. 机器人,2016,38(5):588-592 被引 3    
引证文献 4

1 程学龙 深海载人潜水器推进器系统故障诊断的新型主元分析算法 控制理论与应用,2018,35(12):1796-1804
被引 3

2 姜言清 全海深水下机器人的重力和浮力计算 哈尔滨工程大学学报,2020,41(4):481-486
被引 2

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