浮游式采礦車方案設(shè)計及其作業(yè)過程仿真研究.pdf

1、本文應(yīng)用虛擬樣機(jī)技術(shù),采用多剛體動力學(xué)仿真分析的方法研究了一個浮游式纜控水下機(jī)器人(浮游式采礦車)在深海鈷結(jié)殼開采作業(yè)中的穩(wěn)定性和作業(yè)情況.通過進(jìn)行浮游式采礦車的方案設(shè)計,本文建立了該方案下的浮游式采礦車的機(jī)械系統(tǒng)模型,并以此為研究對象,對此采礦車進(jìn)行了力學(xué)分析,從而建立起了該采礦車的簡化數(shù)學(xué)模型.在該簡化模型的基礎(chǔ)上,借助多剛體動力學(xué)仿真分析軟件ADAMS建立了該采礦車的虛擬樣機(jī)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(jìn)行了動力學(xué)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(jìn)推進(jìn)器推進(jìn)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(jìn)推進(jìn)器推進(jìn)力、采礦車縱傾角和切削頭作用力.當(dāng)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(jié)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(qiáng)烈,其的前進(jìn)速度主要受其影響,但前進(jìn)方向推進(jìn)器產(chǎn)生反向推

3、力時能使它的前進(jìn)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(jié)殼容易削落,縱傾角過大,會出現(xiàn)無法將鈷結(jié)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(shè)備的安全和性能.建議將切削頭的夾持機(jī)構(gòu)設(shè)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