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水质检测机器人结构设计及CFD水动力仿真分析
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作者 黄红武 林勇 +2 位作者 高秀晶 袁超 姜璟珺 《渔业现代化》 2025年第3期1-11,共11页
针对传统水质检测设备在水产养殖工作中存在检测范围受限和检测深度不足等问题,设计了一款水质检测机器人,并对其进行结构动力学和流体动力学分析,以验证方案设计可行性。首先,完成机器人结构设计与建模,采用有限元方法对电子舱进行静... 针对传统水质检测设备在水产养殖工作中存在检测范围受限和检测深度不足等问题,设计了一款水质检测机器人,并对其进行结构动力学和流体动力学分析,以验证方案设计可行性。首先,完成机器人结构设计与建模,采用有限元方法对电子舱进行静力学强度校核;其次,基于CFD方法,采用RANS和RNG k-ε湍流模型,分析了0.2~1.0 m/s航速下的直航运动性能;最后,运用重叠网格技术探究了变速运动特性。结果显示:在水下100 m时,电子舱最大等效应力为50.70 MPa,最大形变为0.0763 mm,满足耐压要求。直航运动状态下,水动力系数(X_(uu)(+)、X_(uu)(-)、Y_(v|v|)、Z_(ww(+))和Z_(ww-))分别为-34.75、-37.54、-82.81、-71.16和-93.47。变速运动状态下,惯性水动力系数(X_(u)、Y_(v)和Z_(w))分别为-7.32、-24.25和-22.53。该研究不仅为水质检测领域提供了一种具备水下移动能力、可实现全方位检测的新型装备,还为水质检测机器人结构优化与运动控制策略提供了数据支持,推动其在水质检测领域的实际应用。 展开更多
关键词 水下机器人 水质检测 结构设计 CFD 水动力系数
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改进A^(*)算法融合动态窗口法的无人船路径规划
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作者 党宽 黄红武 +1 位作者 高秀晶 辛鹏 《交通工程》 2025年第6期29-35,共7页
为让无人船具有正确的路径规划能力,并保证无人船能躲避实时障碍物到达目的地,提出一种结合改进A^(*)算法和改进动态窗口法的融合算法。首先,将A^(*)算法的8邻域搜索方向通过角度判断进行删减,减少路径搜索时间;其次,在A^(*)算法的估价... 为让无人船具有正确的路径规划能力,并保证无人船能躲避实时障碍物到达目的地,提出一种结合改进A^(*)算法和改进动态窗口法的融合算法。首先,将A^(*)算法的8邻域搜索方向通过角度判断进行删减,减少路径搜索时间;其次,在A^(*)算法的估价函数中引入人工势场算法进行路径修正,增加路径搜索的精确性,并通过节点斜率的关系,删除冗余路段。改进的A^(*)算法相比传统A^(*)算法在2个地图上路径分别缩短22.87%、4.54%,搜索时间分别减少57.66%、36.52%;接着,改进动态窗口法的评价函数,使无人船能更快到达目标点,改进的动态窗口法相比传统的动态窗口法在未知障碍物地图上搜索时间减少27.87%,路径长度减少3.78%;最后,把融合算法与其他算法比较,验证融合算法的实时避障能力。实验结果证明,融合算法规划的路径最短,能实时避障。 展开更多
关键词 无人船 改进A^(*)算法 改进动态窗口法 融合算法 实时避障
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