直翼摆线推进器的结构方案设计及运动特性分析

摘要

为了适应船舶行业的发展要求，开展了对于直翼摆线推进器的研究，该推进器具备全方向推进功能，构件受力优良，能量损失小，工作效率高，可以实现船舶原地转向、精确定位等诸多优势。本文针对直翼摆线推进器的方案设计、末端执行器设计及其控制系统开发进行了深入的研究。全文的主要研究内容如下：
　　在归纳多种推进器的设计方案的基础上，设计研究一种直翼摆线推进器的机构。通过对VSP机构进行计算和水动力分析，提出双偏心盘六连杆机构的直翼摆线推进器的设计方案，并对该方案进行运动学分析和计算，为机构的应用提供了理论支持。
　　依据机械结构的设计准则，利用Solidworks三维设计软件建立了直翼摆线推进器的虚拟样机，完成了样机整体的装配和调试，并通过模拟运动仿真，检验了该推进器的运动性能，为其工程应用提供了一定的指导。
　　结合电气控制技术，提出了以单片机为核心的控制系统方案，并进行了I/O点分配、电路设计等控制系统等硬件设计；同时，基于C语言进行编程，采用模块化设计方法开发了控制系统主程序。
　　研究成果实现了对于直翼摆线机构的创新型设计、理论计算，完成了虚拟样机模型的搭建和仿真分析计算，并以此为基础完成了物理样机的制作和装配；搭建以单片机为中心的控制系统，实现了对物理样机的控制，解决了设计、计算、仿真、控制等一系列问题，对该机构深入研究做了一定的工作，对于直翼摆线推进器的在航海领域的应用有着重要的现实意义。

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第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 直翼推摆线推进装置简介

1.3 国内外研究状况

1.4 本文主要研究内容

第二章 理论研究

引言

2.1 摆线推进器典型机构的运动学分析

2.2 VSP机构的运动学计算

2.3 VSP机构水动力分析

2.4 VSP机构水动力影响

2.5 本章小结

第三章 直翼摆线推进装置设计

引言

3.1 虚拟样机技术

3.2 SOLIDWORKS虚拟样机技术

3.3 直翼摆线推进器调距结构设计

3.4 运动仿真

3.5 本章小结

第四章 直翼摆线推进器控制系统的设计与搭建

4.1直翼摆线推进器控制系统需求分析

4.2 推进器控制系统硬件设计

4.3 系统软件控制

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 工作展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

附录

致谢