水下缆绳的几何变应变模型OA

带缆遥控潜水器(ROV)与无人水下航行器(UUV)因具备水下通讯与回收能力,在深海作业中的应用日益广泛。作为连接水面支持系统与水下机器的关键纽带,脐带缆密度接近海水、刚度低且长度大,在海流作用下易发生显著几何变形,影响机器人控制与作业安全。针对此问题,本文采用应变参数化方法,建立了水下长缆的几何变应变模型,充分考虑了几何非线性和流体拖曳力的影响。通过数值模拟,分析了不同海流条件下电缆的变形模态与空间构型,揭示了其变形演化规律。研究表明,海流作用下长电缆展现出了不可忽略的高阶变形模态,显著影响了缆绳的空间构型。本文工作为构建系绳式水下机器人的精确动力学模型提供了关键理论参考,对保障深海带缆作业的安全性具有指导意义。