基于幅度特征相关性的海底微地形探测方法研究

通过超声波换能器向模拟海底微地形发射超声波,根据回波信号包含的时间、相位和幅度等信息,利用幅度特征相关性进行分析和计算,得出深海钴结壳开采所需要的实时微地形高程数据,为采掘头智能化开采提供最佳切削深度参数。经过理论分析与实验室初步验证,结果表明该方法切实可行。     

海底地震事件单台OBS定位方法研究

震中距和震中方位角是地震定位的重要参数。采用海底地震事件单台OBS定位方法,通过单台地震监测算法求取参数,再将参数代入地震监测实时交互式定位程序,得出震源的深度、震中经纬度。通过实例应用,分析得出的地震信息与地震网公布的信息基本一致,验证了该方法的正确性并说明该方法具有较高的精确度,为海底地震定位提供了有利的帮助。     

深海集矿机行走的视景仿真系统设计与实现

针对深海采矿系统在海底黑暗地带工作无法直观、便捷地监测这一问题,设计和实现了一种基于Visual C++和Vega Prime软件联合开发的深海采矿视景仿真系统。利用Terra Vista软件和Multigen Creator 软件构建了三维虚拟场景,包括采矿系统三维实体模型的创建和海底地形的生成,并在Vega Prime软件中实现了视景仿真。介绍了利用Visual C++二次开发Vega Prime视景仿真系统的方法,根据加载的实时数据驱动集矿机模型,控制其运动路径。阐述了Vega Prime与OpenGL联合开发的关键技术及方法,并绘制了集矿机的行走轨迹图。仿真结果表明:此方案能逼真、准确、实时地模拟集矿机在海底的动态运动,对深海采矿作业的顺利进行具有一定的参考意义。     

滚动轴承故障振动信号的分析方法研究

针对滚动轴承故障信号具有非平稳、非高斯的特点,提出了将时域分析与小波分析相结合的方法对滚动轴承进行故障诊断。在研究不同信号分析方法理论的基础上,以滚动轴承外圈故障振动信号为例,采用多种信号处理方法进行了分析。结果表明,各种分析方法在分析轴承故障时的特点各不相同,在实际使用中,可将时域分析与小波分析综合使用,实现轴承状态的实时监测与故障的准确定位。     

基于LabVIEW的速度非接触测量系统

针对矿山在用运输设备速度检测检验过程中存在的问题,开发了一种基于光电技术和LabVIEW的非接触速度测量系统,系统采用LabVIEW频谱函数对信号数据进行实时分析,得出信号的功率谱图,进而求出实时速度,与标定装置的比对结果表明,系统测量稳定,实时性好,速度偏差小于±0.2km/h;可实时显示速度曲线,自动计算加速度和减速度,并可现场实时打印出测量数据和结果,为矿山运输设备的速度检测提供了一种新的检测检验方法和手段。     

基于LabVIEW的发电机组振动与噪声监测系统设计

振动信号分析是发电机组故障诊断中常采用的方法,而大多数监测系统是基于对振动的分析来诊断故障。采用振动和噪声相结合的方法进行故障诊断,使得对故障的诊断更全面。利用LabVIEW虚拟仪器平台对振动实时监测以及故障诊断分析,通过DSP完成对系统各个状态信号实时采集,采用串行通信方式实现上下位机之间的通信。     

基于振动测试技术的矿井提升机主轴轴承故障诊断研究

以设备状态监测与振动故障诊断技术为理论基础,介绍了基于振动测试技术的矿井提升机主轴轴承的故障诊断方法,由加速度传感器、数据采集卡、工控机以及组态王软件组成的数据采集与监测系统实现振动信号的实时获取,采用MATLAB对振动信号进行幅值域分析、时域分析以及频谱分析,提取故障特征频率,分析结果与实际状况相符,应用效果良好。     

基于虚拟仪器技术的筒辊磨振动测试系统

针对筒辊磨的运行原理和振动特征,利用虚拟仪器开发工具LabVIEW并结合传感器、信号调理设备、数据采集卡等硬件,设计了一种能对筒辊磨振动信号实时测量与分析的虚拟仪器系统,实现数据处理与分析、数据存储等功能。     

基于MATLAB的滚动轴承故障监控系统设计

针对滚动轴承重要性、故障发生的高频性以及故障振动信号的非平稳特性,开发了基于MATLAB的滚动轴承故障监控系统。该系统包含多个GUI分析界面,且各界面间能相互传递数据,通过调用传统信号处理方法和EMD分析方法,实现了对滚动轴承振动信号的全面分析,验证了该系统的可行性以及各种信号处理方法的有效性,完成了滚动轴承状态的实时在线监测。     

液压辊缝伺服控制系统的数据采集与分析

液压伺服控制系统由于系统特性较易漂移,给系统的维护和维修带来许多困难,特别是在大型的液压伺服控制系统中,系统的监控显得十分越要。文章介绍了冶金行业中大规模液压伺服控制系统的给定信号和反馈信号的采集和处理方法,该方法采用IBALOGIC和IBAANALYZER数据采集和数据分析系统,可实现给定和反馈信号的实时采集、显示,以及离线分析。     

基于Backstepping方法的海底摆臂型履带式移动平台行走路径控制

在深海采矿过程中, 摆臂型履带式海底移动平台通过海底崎岖地形时难以按预定的开采路径行走, 基于Backsteping方法, 设计其行走路径控制律。利用ADAMS/ATV履带车模块和MATLAB/Simulink软件, 建立了海底摆臂型履带式移动平台多刚体动力学模型与控制系统联合仿真模型, 开展其越障工况下的行走路径控制仿真研究。仿真结果表明:在基于Backstepping方法所设计的控制律作用下, 海底摆臂型履带式移动平台在越障过程中位姿和速度均可快速收敛, 说明车体能以预定速度按预定开采路径行走, 所设计的控制律对于其行走路径控制是有效的。     

海底矿产资源开发技术经济评价模型研究

海底矿产资源技术经济评价研究是当前我国国际海底资源开发工作中必不可少的重要内容。本文针对海底矿产资源及其开发利用技术现状,基于折现现金流量法,建立了适合我国的海底矿产资源开发技术经济评价模型。并利用该评价模型针对具体项目进行了实例评价分析,结果表明海底矿产资源开发项目具有投资大、收益高、高回报率的特点。进一步的敏感性分析表明:对经济效益影响最大的因素依次为矿石产量、矿石品位和金属价格。     

用于海底振动取样钻进的振动器设计理论与实践

与地表振动钻进相比,在海底振动钻进过程中,存在海水的阻尼及海水参与振动等问题.采用简化的力学模型并用修正系数考虑了海底振动钻进的特殊工况,对影响振动钻进效果的振动器振动参数进行了全面分析,并设计了一种适合于在水深500 m以浅的海底土层进行振动取样钻进的振动器.     

海底取样技术发展现状及工作原理概述 ——海底取样技术专题之一

从海底取样的意义和取样器的分类人手,阐述了国外海底取样器的发展现状及其工作原理,包括非可控式的冲击式,压入、射入式,吸入式;可控式的气动、液动冲击式,振动式,回转式等。     

海底浑浊海水环境下柱塞式水泵运动副摩擦机理研究

为优选出适用于海底岩芯取样钻机在浑浊海水环境下使用的柱塞式海水泵运动副材料,以共聚甲醛、改性PEEK与TC4钛合金配副以及2205双相不锈钢与陶瓷配副进行摩擦磨损性能研究,利用立式万能摩擦磨损试验机开展不同海底沉积物含量的海水环境介质下配对材料的摩擦磨损试验。结果表明,TC4-改性PEEK配副在纯海水环境下摩擦因数最小,而海底沉积物的存在使其摩擦因数增大,且有波动。TC4-共聚甲醛配副在纯海水环境下的初始摩擦因数比在含海底沉积物海水环境下的小,海底沉积物的存在会破坏TC4合金表面的氧化膜或污染膜的减磨作用。海底沉积物含量对2205双相不锈钢-陶瓷配副的摩擦因数影响不大。     

深海浅地层岩芯取样钻机的研制

深海浅地层岩芯取样钻机是进行深海底矿产资源勘探、深海底地质调查等不可缺少的重大技术装备。长沙矿山研究院成功研制出我国第1台深海浅地层岩芯取样钻机,并已连续3年在太平洋我国富钴结壳勘探区大规模的成功应用。介绍了我国深海浅地层岩芯取样钻机的技术特点、设计思路、功能与性能参数、实验室试验及海上实际应用情况等。     

SSZ-1型双管双簧海底振动取心钻具

针对海底振动取样的一些特殊情况,介绍了自行研制的适用于海底振动取样的SSZ-1型双管双簧取心钻具,分析了其结构原理及对海底取样的适应性。     

光电复合缆供电的深海2米岩芯钻机的研制

深海浅地层岩芯取样钻机是进行深海底地质调查、深海底矿产资源勘探不可缺少的重大技术装备[1]。我国第一台深海浅地层岩芯取样钻机于2003年研制成功并连续多年成功应用。但该型深海钻机由蓄电池组供电,受电池本身性能的影响,存在一些使用限制。本次研发的深海2米岩芯取样钻机采用铠装光电复合缆向海底进行大功率长距离输电和光纤通信,并在我国大洋调查中首次应用。本文介绍了钻机的基本结构与功能、主要技术指标和技术难点、工作原理与步骤、海上试验情况等。光缆钻机的研制成功解决了铠装光电复合缆高压大功率供电、高速数据通讯、多重安全保护系统等关键技术问题。     

海底沉积物原位土工力学测量装置测控系统设计与实现

介绍了海底沉积物原位土工力学测量装置测控系统的硬件组成,对测控系统的电源进行了分析计算,对测控系统的软件组成进行了说明,并对该装置在中国五矿国际海底矿区获得的海上试验数据进行了分析计算。结果表明,在矿区某区域海底沉积物的贯入阻力随着贯入深度增加而逐渐增大; 剪切深度150 mm和300 mm处,土体被破坏后的平均剪切强度分别为7.72 kPa和7.58 kPa。     

深海底采矿机器车的研究现状

海洋占地球表面积的71％,随着地球陆地矿产资源枯竭等问题的日益加剧,开发海洋矿产资源日益引起人们的关注。海洋矿产包括含锰、铜、钴、镍、金、银等十几种矿物,已探明储量多达15000亿t的锰结核,是目前海底矿产资源开发的一个热点。锰结核赋存于水深4000～6000m的深海底表面,表现为直径为0．5～25cm的黑色矿物块群。