水下机动型滑翔机器海豚的仿生设计与控制
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成果简介

² 该项目研制的滑翔型机器海豚集成了机器海豚的高机动和常规水 下滑翔器的强续航等优点,能通过切换不同的工作模式来适应不 同的水下环境和任务要求。该项目组提出的一种基于可控胸鳍差 动的偏航姿态控制框架,实现了滑翔型机器海豚滑翔速度估计及 偏航姿态精准控制;研制的面向水质监测的仿生机器海豚系统能 通过携带不同水质传感器完成多水质监测任务。该项目组已经研 制出滑翔机器海豚样机。

 技术方案

² 基于可控胸鳍差动的偏航姿态控制框架,实现了滑翔型机器海豚 滑翔速度估计及偏航姿态精准控制,通过控制两侧胸鳍的运动, 滑翔机器海豚能够快速实现滑翔姿态调整;

² 该机器海豚通过携带不同水质传感器实现多水质监测任务,并结 合惯性导航传感器、深度传感器、GPS 等多种传感器,实现了机 器海豚在水下、水上基本定位。机器海豚能够通过无线方式,将 目标水域的水质信息实时传送到基岸。

技术优势

² 项目组研制的滑翔机器海豚综合了机器海豚和水下滑翔器的优点,


使海豚高机动性能与水下滑翔器超长续航能力的优势互补,使滑

 

翔机器海豚兼具机动性和长续航能力。该机械作业范围广,环境 适应能力强,可广泛应用到海洋环境检测、水文数据采集和水下 工程设施的检测等领域;

² 项目成果在相关领域重要学术期刊发表论文 49 篇,其中在 IEEE Transactions 系列发表论文 12 篇,申请发明专利 4 项,授权软件著作权 2 项。

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商业报告

n   应用场景

² 可进行水下环境的监测、搜索、勘探、救援等作业。20169 月, 该机器海豚在青海裸鲤救护中心及玉树的禅古水库成功开展了野 外水质监测验证实验。

n   商业模式

² 合作开发


n   推广意义

²  水下潜器(Autonomous Underwater Vehicles: AUV)无论在民用还是 军事方面都有广泛的应用。军事方面如战区侦察、探测扫除水雷、 潜艇对抗、海上预警、封锁航线或港口、攻击敌舰船或潜艇、破 坏石油设施及通讯网络、中继水下通讯等;民用方面如海洋资源 勘察与开发、海洋环境时空变化的监测、海底地形地貌调查与勘 测以及深海技术、水下设施检查、海洋救险和打捞等;

² 随着对新一代集高效性、机动性、灵活性和隐蔽性于一体的无人 水下潜器需求的增长,机器海豚得到广泛的关注和研究。与传统 的基于螺旋桨推进的水下潜器相比,机器海豚实现了推进器与舵 的统一,具有高效、高机动、低扰动等优点,从而更加适合在狭 窄、复杂和动态的水下环境中进行监测、搜索、勘探、救援等作 业。


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