浮游式采礦車方案設計及其作業(yè)過程仿真研究.pdf

1、本文應用虛擬樣機技術,采用多剛體動力學仿真分析的方法研究了一個浮游式纜控水下機器人(浮游式采礦車)在深海鈷結殼開采作業(yè)中的穩(wěn)定性和作業(yè)情況.通過進行浮游式采礦車的方案設計,本文建立了該方案下的浮游式采礦車的機械系統(tǒng)模型,并以此為研究對象,對此采礦車進行了力學分析,從而建立起了該采礦車的簡化數(shù)學模型.在該簡化模型的基礎上,借助多剛體動力學仿真分析軟件ADAMS建立了該采礦車的虛擬樣機模型,對此采礦車的近海底著地過程、平地作業(yè)過程、越障越溝

2、過程、斜坡作業(yè)過程等進行了動力學仿真.并針對影響浮游式采礦車性能的可能因素,仿真分析了軟管作用力、前進推進器推進力、采礦車縱傾角等因素對采礦車性能的影響.研究表明:1.影響此浮游式采礦車性能的主要因素是軟管作用力、前進推進器推進力、采礦車縱傾角和切削頭作用力.當該采礦車與軟管之間的作用力過大時,此采礦車將無法把鈷結殼從基巖上削落,甚至無法作業(yè);由于此采礦車上的切削頭與地面作用力很強烈,其的前進速度主要受其影響,但前進方向推進器產(chǎn)生反向推

3、力時能使它的前進速度下降較大;該采礦車縱傾角對作業(yè)有影響,縱傾角為零時,切削頭受力最好,鈷結殼容易削落,縱傾角過大,會出現(xiàn)無法將鈷結殼削落;平地作業(yè),無地形影響時,此采礦車能穩(wěn)定作業(yè).2.該采礦車近海底著地時,與地面存在碰撞沖擊,該沖擊可能會影響車載設備的安全和性能.建議將切削頭的夾持機構設置為活動的,或讓采礦車自然下落著地,以減小沖擊影響,但采用自然下落著地,需要較長的著地時間.3.此采礦車在越障(越溝)后重新采礦前,其切削頭與地面之