任文博，冯晓明，颜兵兵，殷宝麟

(佳木斯大学 机械工程学院，黑龙江 佳木斯154007)

0 引 言

自“中旭1 轮”成功打捞后，我国交通运输部海事局正式启动以公共航行安全为目的的“碧海行动”，沉船打捞再次成为热点问题［1～2］.攻打千斤洞作为打捞沉船的一项关键工序至今仍为人工作业，使得打捞工作效率低下.拱泥机器人［3～5］是我国学者为代替人工攻打千斤洞设计的一个机器人，但现有拱泥机器人多为仿蚯蚓蠕动的作业方式，至今尚无工程样机问世，本文提出一种螺旋式前进的拱泥机器人设计方案，方案中螺旋式拱泥机器人可通过左旋和右旋螺旋叶片的相反方向旋转产生方向一致的轴向驱动力而前进.选取螺旋式拱泥机器人主要零部件螺旋叶片为研究对象，进行在两种不同土壤环境下螺旋叶片驱动扭矩随着叶片结构参数的实验变化规律，为后续研制螺旋式拱泥机器人奠定了实验基础.

图1 实验平台结构示意图

1 实验平台

由于需要保证螺旋叶片在工作状态下无轴向力，设计了一套实验平台，实验平台主要包括步进电机，电机驱动器，单片机控制板，螺旋叶片，AMPCI9110 数据采集卡，土槽，轴，联轴器，滑轨，扭矩传感器，电源等.通过使用滑块与滑轨尽量减小了轴向阻力对实验的影响，同时通过扭矩传感器可实时检测螺旋叶片工作时扭矩，通过数据采集卡及上位机可实现实时观测扭矩变化情况，同时可将采集数据进行数据分析，达到试验……