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公开(公告)号：CN119142486A
公开(公告)日：2024-12-17
申请号：CN202411461127.3
申请日：2024-10-18
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明涉及一种可保持自水平的回转搬运式多AUV对接及转运装置、方法，属于水下作业机器人装备领域。包括对接模块、垂直搬运模块和回转搬运模块；对接模块包括带有导向框架的回转平台，回转平台顶面设有第一夹紧装置；对接模块一侧安装有垂直搬运模块；垂直搬运模块包括可升降的搬运平台，搬运平台上设有锁紧装置和第二夹紧装置；对接模块的下方安装有回转搬运模块；回转搬运模块包括多分支转轴和安装在每组分支转轴上的水平板；水平板上布置有AUV充电及信息交互装置和第三夹紧装置。该装置提高AUV对接与转运数量且在转运时还可保持AUV自身的水平，为AUV后续出仓等动作做好准备，该发明还将对接部分进行单独的回转驱动降低了机构在海水中的回转阻力。
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公开(公告)号：CN115509243B
公开(公告)日：2024-08-06
申请号：CN202211153366.3
申请日：2022-09-19
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明提供一种适用于大初始偏差状态下能够低能耗运行的AUV运动控制方法，属于水下机器人运动控制技术领域，以AUV水下勘探作业为背景，针对AUV区域跟踪中大初始偏差引发控制量前期的较大抖振问题和AUV现有区域跟踪控制方法因过高速度精度导致的高能耗问题，进行如下工作：①已知量的获取；②推导控制力以及力矩；③将控制力以及力矩作用于AUV，通过传感器获得真实位置和速度信息，并将信息再反馈回步骤①中，重复上述步骤，最终实现AUV的真实误差在期望边界范围内波动且不收敛于零。本发明能够使得AUV大初始偏差等情况下仍能获得相对平稳的控制信号并且实现降低能耗的目的，适用于对跟踪精度没有极高要求的AUV水下任务。
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公开(公告)号：CN114135540B
公开(公告)日：2023-08-15
申请号：CN202111450486.5
申请日：2021-11-30
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于水下紧急抛载技术领域，具体涉及一种利用水压作用力的低能耗作动器。本发明包括承压缸体模块、熔断释放模块、水压驱动模块组成；所承压缸体模块包括双头螺柱、螺母、垫片、缸筒、上端盖、下端盖、O形环；熔断释放模块包括卡环、微处理器、超级电容；水压驱动模块包括活塞杆、活塞、O形环。当水下机器人需要紧急抛载时，电阻丝加热，大力马线熔断，卡环松开，活塞杆挣脱束缚，水压形成的压力差推动活塞杆带动活塞向右移动，待大量海水从右侧充入后，在活塞上形成极大的推力，活塞杆两端压力差与产生的位移可用于水下机器人的切割缆线和抛载。本发明结构简单实用、安装操作方便、无污染、作动力大，有利于在水下作业领域进行推广应用。
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公开(公告)号：CN116089811A
公开(公告)日：2023-05-09
申请号：CN202211542402.5
申请日：2022-12-03
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G06F18/213 , G06F18/25 , G06F17/14 , G06F17/11
Abstract: 本发明提供一种基于推力偏差和互相关算法的水下机器人推进器故障特征提取方法，属于水下机器人故障诊断技术领域。该方法首先根据纵向和艏向自由度相关信号求得两条推力偏差曲线，基于曲线的阶跃点位置确定故障发生时刻，以提高故障发生时刻的定位精度；接着，为加强故障特征，设计一种多时间窗傅里叶变换并融合的方法分别提取两条推力偏差曲线的故障特征，并求得两种故障特征的互相关性故障特征，再融合三种故障特征得到最终故障特征。本项目在提取多个信号故障特征的前提下，可以实现对故障发生时刻较为准确的定位，并获得较高的故障特征值与干扰特征值比值，特别适合应用于海流环境下和故障程度较弱的情况下进行故障特征提取。
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公开(公告)号：CN115586781A
公开(公告)日：2023-01-10
申请号：CN202211236093.9
申请日：2022-10-10
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明提供一种基于中心对称多胞体的自主式水下机器人故障检测方法，主要内容包括：(1)建立自主式水下机器人的动力学线性模型，并利用中心对称多胞体来表示初始估计误差、未知干扰、测量噪声等不确定性的范围。(2)设计观测器，根据对干扰的鲁棒性条件和对故障的敏感性条件，求出待设计观测器的增益矩阵。(3)结合中心对称多胞体的性质递推得到每一时刻的残差所处的中心对称多胞体。(4)建立故障检测逻辑：通过观测零点是否脱离残差生成的中心对称多胞体的范围,判断故障是否发生。与现有技术相比，本发明同时考虑了对干扰的鲁棒性条件和对故障的敏感性条件，给出了一种系统、简单、有效的自主式水下机器人的故障检测方法。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115509242A
公开(公告)日：2022-12-23
申请号：CN202211073081.9
申请日：2022-09-02
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明提供一种自主式水下机器人椭球形目标区域控制方法，属于自动控制领域包括：(1)提出一种基于观测器的区域控制方法。首先设计观测器估计自主式水下机器人的不可测量的状态信号，然后利用所得状态设计反馈控制器使得自主式水下机器人的状态信号收敛到一定的区域范围内。(2)提出一种观测器和控制器的联合设计方法。(3)提出一种椭球形目标区域控制方法。首先限制李雅普诺夫矩阵使得内容(1)中收敛区域在目标区域内，然后求解内容(2)中的设计条件同时得到观测器和控制器增益矩阵。本发明专利无需自主式水下机器人的所有状态已知，可将状态控制到给定目标区域，可用于自主式水下机器人目标区域控制、区域跟踪等领域。
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公开(公告)号：CN112904719B
公开(公告)日：2022-08-02
申请号：CN202110054122.9
申请日：2021-01-15
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明属于水下机器人控制技术领域，具体涉及一种适用于水下机器人位置环形区域跟踪控制方法。本发明从环形区域跟踪的任务需求出发，利用给定的环形期望区域边界和位置跟踪误差构造特殊的Lyapunov函数；再针对控制器设计过程中存在的建模误差以及辨识误差，结合水下机器人动力学近似模型及其全状态量测信息，构建状态观测器，以实现估计误差的有限时间收敛特性：最后，结合艇体速度信息以及虚拟控制律，计算环形区域跟踪控制律。本发明可实现水下机器人位置跟踪误差矢量的幅值一直维持在事先设定的环形期望区域范围内，而艏向角度误差一直维持在事先设定的圆形期望区域范围内。
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公开(公告)号：CN108830218B
公开(公告)日：2022-03-18
申请号：CN201810622232.9
申请日：2018-06-15
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于水下机器人故障诊断技术领域，具体涉及一种基于改进等距特征映射算法ISOMAP的水下机器人推进器故障诊断方法。该方法基于改进D‑S证据理论数据融合算法，将AUV运行过程中状态量和控制量进行融合，基于等距特征映射算法对融合后的数据进行特征提取，基于人工免疫算法对提取到的特征点进行故障检测，基于改进支持向量域算法对检测到的故障点进行故障程度辨识。本发明不仅能判断AUV推进器故障的有无，而且能从故障特征提取、故障检测、故障程度辨识方面全面地实现AUV推进器故障诊断，判断AUV推进器故障严重程度，提高了故障诊断的精度，特别适合应用于自主式水下机器人推进器的状态监测。
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公开(公告)号：CN114135540A
公开(公告)日：2022-03-04
申请号：CN202111450486.5
申请日：2021-11-30
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于水下紧急抛载技术领域，具体涉及一种利用水压作用力的低能耗作动器。本发明包括承压缸体模块、熔断释放模块、水压驱动模块组成；所承压缸体模块包括双头螺柱、螺母、垫片、缸筒、上端盖、下端盖、O形环；熔断释放模块包括卡环、微处理器、超级电容；水压驱动模块包括活塞杆、活塞、O形环。当水下机器人需要紧急抛载时，电阻丝加热，大力马线熔断，卡环松开，活塞杆挣脱束缚，水压形成的压力差推动活塞杆带动活塞向右移动，待大量海水从右侧充入后，在活塞上形成极大的推力，活塞杆两端压力差与产生的位移可用于水下机器人的切割缆线和抛载。本发明结构简单实用、安装操作方便、无污染、作动力大，有利于在水下作业领域进行推广应用。
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公开(公告)号：CN112485064A
公开(公告)日：2021-03-12
申请号：CN202011285215.4
申请日：2020-11-17
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01N1/14
Abstract: 本发明提供一种深海海水原位取样器，属于海洋技术仪器设备领域。所述取样器特征在于：包括取样筒组件、电磁铁组件和连接框架组件。所述取样器以取样筒、筒内活塞、筒外活塞进行海水取样，并在筒外活塞上反向安装Y型密封圈，既能起到密封作用又能进行压力释放。所述取样器以恒力发条作为取样动力源，以失电电磁铁作为采样控制信号以减少对载体能源的消耗。本发明可在任意时刻对任意海域的海水进行无污染原位取样，尤其将其搭载在全海深自主式水下机器人(AUV)上，可在水下11000m处对压力高达110MPa的海水进行无污染原位取样。所述取样器在南海海试时于1546.97m处成功取回水样，同时在实验室130MPa静水压力试验时成功从压力罐中取出水样。
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