1.步行机械的设计要求胜利二号极浅海步行式钻井平台的作业范围是渤海湾沿岸水深7 m以内(包括潮差3m)极浅海区、潮汐区和高潮线附近无水的泥沙质海底(海底宏观坡度为1/2000)。要求平台能在承载力不低于60 kN/m^2的泥沙质海滩上步行。在作业区约2 m深的海水中对准方位,经低速拖航冲滩后,能步行至预定井位。该钻井平台的创新特点就在于要求在上述水陆地带作步行式移动。步行时,允许风力达蒲氏6级(计算风速12 m/s),步行状态最大纵横倾角为2.5°～3°,部底吸附力系数1.35,内外体间隙0.3 m,一次步行距离为10 m,步行速度60m/h。

为了解决船体壁面附着物及锈蚀检测不便等问题,对履带式船用水下观察机器人开展设计与吸附分析。基于设计指标和总体结构,建立机器人运动学模型,求解机器人在直线下滑和纵向倾覆状态下单块磁体所需的理论最小吸附力。利用Maxwell对磁体模型参数进行优化,并对履带组件上布置单块磁体、N-S正反充磁2块磁体和3块磁体分别进行仿真,确定采用N-S正反充磁布置。最后制造功能样机进行实验验证。结果表明机器人静态不失稳主要取决于其纵向倾覆状态,陆上行走单块磁体理论吸附力要达到230 N,水下运动要达到140 N;磁体模型参数确定为背板厚度3.5 mm、磁体厚度13 mm、仿真及实验船板厚度5 mm;优化后单块磁体与金属壁面满足5 mm以内的接触间距,相邻两块N-S正反方向充磁布置,等效单块磁体与金属壁面满足6.5 mm以内的接触间距;搭建样机验证了机器人设计指标的...