海洋重力资料预处理软件的编制及应用

首先应用Visual Basic 6.0计算机语言，根据我们所熟知的海洋重力数据的处理步骤和海洋重力测量规范内容，开发出一套海洋重力资料整理软件，以便能使资料整理工作成为一体化，提高工作效率，保证数据处理的准确性。应用该软件对南海某工区的实际重力资料进行了处理，得到了满意的处理结果，证明该软件使用方便，计算准确可靠，能够快速准确的处理采集到的重力数据。对数据处理结果进行了分析和应用。 通过分析Eötvös校正值与重力仪读数之间的变化关系，可以对重力仪的动态性能进行分析和评价。得到2级海况条件下重力仪的实际阻尼延迟时间约为60s，比厂方推荐的理论值（110s）更接近实际，有助于减小数据处理过程中的定位误差，提高测量精确度。通过对重力仪的灵敏性进行分析，验证重力仪在测量过程中的准确性和可靠性，为获得精确的数据提供可靠的保障。 对该套规则重力测网数据，分别采用60s阻尼延迟时间和110s阻尼延迟时间进行阻尼延迟校正，然后进行交点差计算和平差处理，得到的结果显示：采用60s阻尼延迟时间对数据进行阻尼延迟校正后得到的测量精度为1.40mGal，经过平差后的测量精度为0.77mGal；而采用110s阻尼延迟时间对数据进行阻尼延迟校正后得到的测量精度为1.62mGal，经过平差后的测量精度为0.96mGal。此结果验证了利用船只机动转向法确定海洋重力仪的实际阻尼延迟时间的必要性和应用价值。 最后，对宋文尧等人的平差方法和刘保华等人的最小二乘平差方法进行了分析比较，从推导原理和计算结果两方面证明了两种方法在规则海洋重力测网平差作用上是等效的。对于不规则重力测网平差，最小二乘平差方法具有强大的优势，且计算机程序运算实现方便。

西菲律宾海盆西北部重磁资料处理及其地质意义

西菲律宾海盆是西太平洋边缘海盆中最古老的海盆之一，从属于菲律宾海板块，研究表明西菲律宾海盆形成过程复杂。 本文对包括KR03-04航次在内的众多航次的海洋重力及磁力调查数据处理，获得了该区域布格重力异常及磁异常等值线图、上下延拓图、导数异常图等常规成果图件。同时，本文还对本单位在该地区所做的多道地震调查中的三条剖面进行了处理和解释，并对其中的两条测线作了重磁震联合反演研究。通过这些工作，本文得出该地区的构造特征。 该区分为冲大东海岭，乌尔达内塔海台及冲绳－吕宋断裂带等次一级的构造单元，总的构造为NWW走向，也有NE向的大构造带。其中，冲绳－吕宋断裂带破碎严重，NE向走向，在琉球海沟附近(126°E)转为NNE向，为一右旋的深大断裂，可能是由于菲律宾海盆受到琉球岛弧阻拦形成的，也可能是一个转换断层；乌尔达内塔海台中部存在一较大的NW断裂。冲大东海岭和乌尔达内塔海台可能是残留的火山弧；结合ODP及DSDP的相关资料，本文确定了琉球海沟外缘俯冲挤压造山带的形成原因及形成年代。在西菲律宾海盆，伏在一层薄薄的沉积物之下有较厚的一层基岩破碎带，这有可能是西菲律宾海盆无岩浆扩张的有力证据之一，此次扩张的动力可能来源于俯冲于琉球岛弧下面板块的拖曳。

南黄海重磁资料处理与断裂系统研究

南黄海位于中国大陆和朝鲜半岛之间，北与北黄海相通，南与东海相连，是奠基于下扬子地台前震旦纪变质岩基底之上一个多旋回盆地的叠覆。 目前研究表明，南黄海兼跨中朝、扬子和华南3大构造单元，区域构造复杂，是我国近海唯一未获得工业性流油的海域，我国在该区与韩国尚存在海域及油气资源的划界争议问题。对南黄海开展研究，从开展理论研究、开发海洋资源、维护海洋权益等方面出发都有重大意义。由于我国在该区的勘探与研究成效不高，认识较浅，故应加大对该区的研究力度。 本文收集了南黄海重力与磁力资料，对这些资料进行了处理。通过对这些海洋重磁资料的常规处理，本文得到了该地区区域布格重力异常及磁异常的上下延拓图、导数异常图等常规成果图件，对研究区重磁异常进行了分区和特征解释；应用小波多尺度分解的方法对重磁数据进行了分析，并结合常规处理结果，对研究区的断裂系统进行了讨论；初步探讨了南黄海盆地的形成与演化。并获得如下几点结论： 1)研究区中断裂十分发育，优势走向为NE—NEE向，是太平洋板块挤压作用的结果，同时，研究区内不同方向（如NE、NW、EW和NS向等）的断裂相互交错，互有切割，有明显的多期活动的迹象； 2)证实了朝鲜半岛西缘断裂带的存在，其在靠近济州岛时表现的更为破碎；黄海中央断裂带为一条，走向为NNW，向南逐渐变为NW向延伸； 3)南黄海盆地是一个自晚元古代以来不断迁移叠合、并经多次改造而使原貌小完整的序列残留盆地，具有复杂的形成与演化过程。

输电线巡检机器人越障机理与试验

分析超高压输电线路架空地线上的障碍物类型以及跨越这些障碍的过程。可以发现,巡检机器人采用双臂交替跨越障碍,越障过程简单。但是由于受巡检机器人自身重力偏矩的影响和手臂长度尺寸的限制,当单臂悬架在架空地线上时,导致巡检机器人本体倾斜,另一手臂完成脱线和上线任务变得十分困难,有时甚至造成越障失败。为了解决上述问题,提出质量调节的控制方法。该方法通过调节巡检机器人的质心,使巡检机器人的本体保持水平状态。为了验证质量调节控制方法的正确性,采用Lagrange方法建立巡检机器人动力学模型,通过仿真试验、实验室模拟实际架空地线试验以及超高压实际现场试验说明了提出方法的可行性。

大型铰接并联六维测力平台摩擦建模

在已有制造工艺及标定技术基础上,为进一步改善大型铰接并联六维测力平台的测量精度,本文基于螺旋理论和影响系数原理,引入符号函数建立了Stewart结构大型铰接六维测力平台的摩擦模型。文中提出了关节摩擦对铰接并联六维测力平台测量精度的影响矩阵及I、H类误差表达式,绘制了在不同外载和关节摩擦系数条件下,六维测力平台的I、II类误差曲线,并总结丁关节摩擦和平台自重对测力平台测量精度的影响规律。为具有普通球形铰链人型Stewart平台六维测力下台精度的提高和改善提供了理论基础。

可变形机器人协同越障方法及控制策略研究

在复杂环境中工作的机器人对越障能力的要求越来越高。为了充分发挥可变形机器人AMOEBA-Ⅰ的越障能力,增强机器人在非结构环境中的适应性,提出了可变形机器人的协同越障方法。建立了数学模型,对机器人越障高度与其重心位置的关系进行了理论分析。从理论上比较了常规越障方法与协同越障方法所能翻越障碍的最大高度。同时提出了自主越障过程的控制策略,采用了根据情感状态的变化对机器人控制策略进行微调,并建立了相应地情感模型。实验验证了协同越障方法及自主越障控制策略的有效性。

一种自主越障巡检机器人行走夹持机构

在机器人越障过程中,由于重力的影响使得机器人车体水平姿态发生变化,从而机器人自主越障变得十分困难。分析了超高压输电线路障碍物的类型,提出了一种新的双臂自主越障巡检机器人构型,该构型能够跨越输电线路上的障碍物。针对这种新构型,阐述了机器人行走夹持机构的工作原理和实现形式,着重分析研究了偏心夹持机构对保持车体水平姿态的机理。最后,通过越障实验验证了行走夹持机构的可行性。

一种7DOF冗余手臂构形的运动学与动力学特性研究

冗余度机构具有高度的灵活性和避障能力,利用冗余自由度可以改善仿人机器人手臂的运动性能。以实现人体手臂的运动特性和操作灵活性为目标,研制了一种7DOF冗余仿人机器人手臂,根据冗余手臂的机构学特点,研究了手臂的运动学和动力学性能,并在工作空间、肘部关节的自运动能力以及手臂自重引起的关节重力矩等方面与其它两种典型的冗余手臂构形进行了比较分析。

车载机械手系统的重心控制

就移动机构上安装机械手的机械手/车辆系统提出了一种用分解运动的方法,通过控制系统的重心,防止机械手/车辆系统倾倒的控制方案。给出了系统的控制原理框图,并通过一个自由度车辆上安装两个自由度机械手系统的实验对方案的可行性进行了验证。

蛇形机器人行波运动的研究

对蛇形机器人的行波运动机理进行了研究,基于Serpenoid曲线建立了蛇形机器人行波运动的形状控制模型、运动学模型、机构动力学模型及环境动力学模型,给出了求解过程。仿真结果表明:在行波运动中,各关节输入力矩大小呈周期变化,且随其与蛇体重心距离的增加而减小。蛇体中心关节的最大输入力矩为蛇形机器人所需最大输入力矩。对称关节输入力矩幅值变化规律相同,但相差不同;运动初始弯角保持不变,关节输入力矩随着环境摩擦因数的增加而增加。环境摩擦因数保持不变,关节输入力矩随着初始弯角的增加而减小。

一类轮式机器人的重心控制

介绍了一类建筑领域等非结构环境下使用的由6个转动关节和4个直动关节组成的轮式机器人,其特殊的结构加上重心控制,能使机器人在不平整地面上行走而不倾倒。绘制了机器人重心控制原理,推导出使机器人不倾倒的重心控制运动方程,给出了实验用的部分软硬件原理框图,并通过实验验证了方案的可行性。

三柔索吊床机构设计与运动学分析

研制了一种有重力约束的三索控制的柔索吊床机构来模拟船体海面上的运动。为了解三柔索吊床机构的运动特性 ,对其进行了运动学建模与仿真。仿真结果表明 ,台面倾角在 0°～ 30 0°变化时 ,台面不碰撞立柱 ,且柔索伸缩长度与台面倾斜角度接近于线性变化。本文所做的工作对吊床平台避免撞击立柱、缩小吊床立柱布置空间、提高空间利用率 ,以及为吊床的运动控制提供了理论依据

水下滑翔机器人水动力研究与运动分析

水下滑翔机器人是一种无外挂推进系统,仅依靠内置执行机构调整重心位置和净浮力来控制其自身运动的新型水下机器人,主要用于长时间、大范围的海洋环境监测,因此要求其具有低阻性和高稳定性.文章主要从水动力特性出发对水下滑翔机器人进行优化设计,包括主载体线型、升降翼和稳定翼的优化等,并对水动力优化设计的结构进行了定常滑翔运动和空间螺旋回转运动分析,这将为后期的控制系统设计提供参考.

智能机器人基于作业子空间划分的自学习自适应控制方法

现有的机器人自适应控制基本上都是在建立机器人线性化的动力学模型的基础上,采用某种显式或隐式参数辨识的方法,在线地修正控制作用.本文针对机器人运动和动力学参数变化的固有特点,提出一种完全不同的自学习自适应方法.这种方法基于智能机器人分级系统中的两级结构,并且在空间域里而不是在时间域里处理机器人参数的变化.把机器人的作业空间划分成子空间,其中包括重力载荷的作用,每个子空间对应一组控制器.规划的轨迹映射到作业空间形成子空间序列.用自学习方法选择与这个序列对应的最佳控制器序列.该方法算法简单,计算量小.避开了通常的自适应方法遇到的一系列困难问题.

空间对接缓冲试验台对接环重力平衡技术

在空间对接机构地面缓冲实验平台上,为了模拟空间失重状态,研制了一种高精度、高响应速度的主动对接环重力平衡装置。介绍了对接环重力平衡装置的机构原理。对对接过程随动装置的随动性对系统的干扰进行了详细分析。进行了重力平衡器相关实验,从实验数据和理论分析可以得出:所设计的重力平衡装置完全满足对摩擦阻力和惯性阻力设计指标的要求,重力平衡达到1.1%的精度。