机床与液压

作者：徐超，吴雪峰，谢守鹏，高英杰

单位：中国港湾工程有限责任公司；中交第二航务工程局有限公司；中国港湾工程有限责任公司；燕山大学机械工程学院

关键词：水下整平机器人;负载敏感技术;自动调平;主从动态同步控制策略

基金：中国港湾重大科技研发项目（2024-ZGKJ-TDYF-01）

针对目前水下基床碎石铺设整平作业对整平精度的高要求，以及传统施工装备难以满足精度与自动化需求的现状，设计一种新型自走式水下整平机器人。结合水下整平工艺需求，设计了自行走式水下整平机器人的机械结构与基于LUDV负载敏感技术的液压驱动系统。针对固定平台的自动调平问题，采用“逐高点调平法”，将倾角控制转化为支腿油缸位移的控制，构建位置误差控制调平模型。根据水下机器人支腿油缸的同步性控制需求，提出一种先动主从动态同步控制策略，并在AMESim环境中搭建仿真模型，引入PID控制器对单一油缸位移控制系统及多缸同步控制系统进行校正。最后，研制样机并进行试验验证，对比仿真与试验结果。结果表明：经PID校正后，单油缸阶跃响应时间从17.8 s缩短至1.9 s，响应速度提升89%，且无超调；主从同步控制策略下，经PID校正，各油缸跟随误差显著降低，其中最大误差油缸（油缸2）的跟随误差从6.2 mm降至2.7 mm，降幅56.45%，且误差趋于稳定的时间缩短70%；所研制的水下整平机器人运行平稳，整平误差控制在4 cm以内，满足设计要求，试验数据与仿真结果基本吻合。研究成果为水下自动化整平装备的工程应用提供了可靠的技术方案。

来源：2026年第7期

《机床与液压》期刊编辑部

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