文章编号�����2������������2����2��用波动方程建立蠕动爬行攻泥机器人海底土力学运动模型Ξ王建新林扬�中国科学院沈阳自动化研究所沈阳�������摘要�针对目前国内海底蠕动爬行机器人攻打千斤洞的特点�在对海洋沉积土的工程性质进行分析的基础上�利用流变力学的理论�提出用波动方程来建立攻泥机器人周期性冲击土壤的力学模型�用后向差分法解波动方程�得到土壤的位移和变形公式�确定土壤对攻泥机的阻力�通过对模型的仿真�证明了用该模型计算阻力的可行性�关键词�波动方程�蠕动爬行�攻泥机器人�海底土力学运动模型中图分类号�×°��文献标识码��ΣΕΑΒΕΔΣΟΙΛΜΕΧΗΑΝΙΧΣΜΟΔΕΛΑΝΑΛΨΣΙΣΒΨΩΑςΕΕΘΥΑΤΙΟΝΟΦΑΜΟςΕ−ΙΝ−ΣΟΙΛΡΟΒΟΤΒΑΣΕΔΟΝΧΡΕΕΠΙΝΓΠΡΙΝΧΙΠΛΕ•�������2¬�����≠����ΑυτοματιονΙνστιτυτε�ΧηινεσεΑχαδεμψοφΣχιενχεσΣηενψανγ�������Αβστραχτ��������������������������������������������√�2��2�����������������������������������������������������������������������������������√���∏�������������������������������√���������������∏�2����������������������������������⁄∏����������∏�����������√���∏�����������������������������������∏��������������������������������������∏������������������∏�����������√����������������������∏���������������������∏�����������������∏����������������������������������������∏�����Κεψωορδσ���√���∏��������������������������√�2��2����������������������������������������������1引言�Ιντροδυχτιον�国内外打捞沉船目前大部分采用浮筒打捞法�即打捞时先把吊钢缆�千斤缆�通过导缆逐级引导�进入沉船底的千斤洞�穿越沉船�然后将浮筒通过起吊钢缆与沉船体固定在一起�通过浮筒的上浮把船带出水面�攻打千斤洞和穿缆作业都由潜水员完成�由于水下作业环境恶劣�对潜水员而言�进行水下打洞!穿带千斤缆是一项劳动强度大!效率低且危险性高的工作�特别是深度较大!地质复杂的海区�难度更大�因此�海军防救和国内打捞部门急需一种自动攻泥打洞穿缆的机器�来代替潜水员的手工劳动�以降低潜水员的劳动强度�提高打捞沉船的效率�针对这种情况�我国自��年代以来就进行了这方面的尝试�提出了几种方法并进行了试验�如火箭攻泥!机械挖沟并钻掘!自治式爬行拱泥机器人等�但由于一些关键技术没有解决�至今尚未突破≈���尽管如此�海军防救部门和地方防救部门仍在继续努力�国内一些研究单位也在进行着不懈的探索�且提出了不少的方案�如中国科学院沈阳自动化研究所提出了水下蠕动爬行攻泥机器人的方案�哈尔滨工程大学提出了蠕动爬行拱泥机器人的思路≈���国外已成功研制陆地定向非开挖设备�如气动矛!定向钻≈�∗��等�但国内海底爬行攻泥机器人�尚未见到报道�无论是攻泥机�还是拱泥机�蠕动过程中都离不开与泥土之间的相互作用�如机器人前方受到的阻力�侧面受到的摩擦力和土壤对尾部的支撑力�这些作用很复杂�涉及到流变力学!流体力学!土壤动力学等方面的知识�并且随着时间!位置的变化而动态地改变�特别是拱泥头受到的阻力�目前国内还仅限第��卷第...
