水下航行器机械手系统

主动利用阻力提升机动性

通过机械手运动主动利用阻力，同时协调航行器速度与关节位置，实现更优的轨迹跟踪。

Xinhui, Zheng · Wenbo, Xu · Hongxu, Dai · Rongrong, Li · Yiyi, Jiang · 田启岩 · Zhang, Qifeng · 王晓辉

Ocean Engineering 2024

技术优势

阻力变帮手

通过规划机械手运动主动产生转向力矩，将原本阻碍运动的阻力转化为辅助偏航控制量，提升机动性。

协调三部分

包含轨迹规划器、运动规划器和计算力矩控制器，分别规划期望速度、利用阻力产生转向力矩和控制线速度与关节位置，实现协调跟踪。

实验已验证

水池实验验证了该方法在偏航角跟踪中的有效性，证明其在实际水下环境中可行。

应用场景

• 水下机器人控制：提供一种新的控制策略，将阻力视为可控量，提升水下机器人在复杂任务中的机动性。
• 机械手轨迹规划：通过规划机械手运动来主动产生转向力矩，实现阻力的主动利用和轨迹跟踪优化。
• 水下航行器：适用于高速航行的水下航行器，通过协调机械手动作补偿阻力影响，提高航向跟踪能力。