ADAMS在深海采矿系统虚拟样机建模中的应用

对深海采矿系统进行动力学分析，可以为系统的研制和开采（试验）作业提供理论依据和技术参考。本文介绍了利用ADAMS建立深海采矿系统虚拟样机模型的过程，为深海采矿系统动力学分析提供了有效的仿真平台。     

坐底式深海采矿系统力学分析

为了隔离中继站与软管及采矿车的相对运动,提出了一种坐底式深海采矿系统,建立了考虑波浪、海流等因素影响的采矿船、张紧器和输送管的全系统耦合分析模型,对各设计工况下张紧器张力、输送管等效应力以及挠性接头转角等参数进行了计算分析,结果均满足相关规范要求,验证了坐底式深海采矿系统的可行性和作业的安全性.     

深海采矿车控制技术研究

深海采矿对人类具有重要的意义,目前尚处于原理性研究阶段,面临着很多技术难题和科学问题。由于试验的困难、技术瓶颈的存在,我们迫切需要对深海采矿技术进行广泛全面的探讨,有利于对必需技术进行提前储备。文中对深海采矿国内外研究现状进行了综述,对深海未知极限环境下采矿车建模与仿真、深海强作业条件下采矿车导航、采矿车下放姿态控制、稀软底强扰动采矿车高精度轨迹跟踪、集矿头位姿跟随控制、集矿系统故障诊断与容错技术等关键技术进行了探讨,指出了它们的困难所在与研究方向。     

基于SWOT分析的深海采矿发展策略研究

深海中蕴藏着丰富的矿产资源,对高科技与低碳转型发展具有巨大的潜在经济价值,世界各国对深海采矿的关注度正在不断提高,但深海采矿目前仅停留在局部勘探阶段。本文采用SWOT分析方法,对深海采矿的优势、劣势、机会和风险进行了可行性分析。分析结果表明,相较于陆地采矿,深海采矿在技术、环境和政策等方面都具有特殊性。深海矿产在富集程度、二氧化碳排放、基础设施需求等方面具有独特优势,并可能带来经济、社会、科学等领域的多重额外效益;但深海采矿可能会破坏深海生态环境,并存在一定的经济风险和政治风险,相关法规也尚未明确。在此基础上,本文提出了加大国际合作和跨学科合作,建立海底观测系统,实施生态环境评估,构建绿色经济框架,加强国际社会监管等方面的深海采矿发展策略。     

基于深海采矿技术的新型深水清淤技术方案探索

根据深水清淤面临的问题,结合我国深海采矿技术现状,分析了深海采矿技术与深水清淤作业技术的特点,借鉴相关技术形成了一种深水清淤技术方案;并对深水清淤系统的组成、功能及作业流程进行了详细介绍。为验证深水清淤技术的可行性,研制了工程样机,并在小浪底水利枢纽成功应用,表明基于深海采矿技术的深水清淤技术是解决陆地深水淤积问题的有效途径。     

深海集矿机测控系统的研究开发

采用基于Compact PCI 接口的工业控制计算机组成网络, 利用自行开发测控软件和监控软件, 综合利用DGPS、水声定位技 术等, 实现对深海自行式水力集矿机的智能控制, 成功地进行了130 m 水深的采矿系统综合湖试。试验表明深海集矿机测控系统稳定、可靠, 满足集矿机测控要求, 为采矿系统1 000 m 浅海试验奠定了坚实的基础。     

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。     

深海流体提升式采矿系统监控技术

介绍了深海流体提升采矿系统的采矿船动力定位，光纤遥测和集矿机控制三项技术以及目前国际海洋采矿财团为这种采矿系统所配置的监控设备，指出了今后研究工作的方向。     

深海采矿船设计的研究

就流体提升式采矿法所拟用的深海采矿船的设计问题做一探讨。提出了对深海采矿船的设计要求、采矿船特性参数和基本结构以及采矿设备配置等问题。同时，还介绍两种采矿船设计方案，并对重点设计问题作了技术说明。     

深海采矿专用提升泵的设计与研究

深海采矿专用提升泵是大洋多金属结核水力开采系统的关键设备之一。对这种泵的要求是耐高压、耐磨、抗腐蚀、效率高、可靠性好、寿命长。因此，它的研制难度很大。本文介绍了该泵在国外应用状况，指出了设计中应考虑的基因素与准则；并在综合分析最新研究成果的基础上，提出了深海采矿专用多级离心式提升泵的设计构想。     

适应富钴结壳微地形的采矿头失控故障分析

富钴结壳富含战略金属钴等元素,其表面一般有微地形起伏。介绍了深海集矿机滚筒式采矿头的控制系统原理及相应的控制器。分析了滚筒式采矿头易出现的故障、故障原因,提出了若干切实可行的解决办法,并在实验中加以验证。     

现代MEMS与深海采矿系统压力检测技术

建立６０００ｍ深海采矿系统压力检测仪表的选型前无借鉴。本文分析了传统和现代压力检测技术，认为建立在ＭＥＭＳ技术基础上的压力检测仪表为解决这一难题提供了良好的技术前景。综合国外同类产品的材料、性能和制作工艺等特点，为组成体积小、质量轻、集成化、智能化和远距离传输的现代化全智能测控系统创造了条件。生产厂家应结合深海采矿，进一步提高量程、防海水腐蚀和高压密水等性能，研制出适合深海采矿的新型仪表。     

深海采矿研究的技术政策探讨

本文分析了国外深海采矿试验研究的发展经历与技术路线。结合我国国情,对即将开展的深海采矿试验研究的技术政策提出几点看法。认为应将技术最成熟、最有商业应用前途的水力采矿系统作为试验研究的主要对象;当前在重点开展基础研究的同时,应着手进行小比例模型采矿设备的研制;为了迅速开展模型采矿设备的研制,首要任务是加强基础试验研究设施和实验室的建设。     

深海水力提升式采矿系统的研究

介绍深海水力提升式采矿系统所拟用的采矿船、提升系统、集矿机和监控系统，并就其结构、设备配置、设计要点和半工业试验结果等方面进行探讨，给出了本研究结果。     

深海采矿可视化监控中心三维建模方法

深海采矿过程中,不能对设备的工作情况直接进行观察,因此需要对采矿过程进行计算机监控.深海采矿可视化监控中心是为1000 m海试而开发的监控系统.它利用计算机强大的图形图像、远程通讯、数据库等功能实现对整个深海采矿系统的实时监控.主要介绍利用OpenGL和3DMAX协同工作建立监控中心模型的方法.     

海底采矿机器人行走结构设计及稳定性分析

设计了一种可代替人类深海作业的采矿机器人的行走机构,利用adams软件分析机器人结构和性能,研究了其海底行走的稳定性。     

SGZD-1型深海集矿机惯性导航定位系统的研究

集矿机在数千米以下的深海底进行采矿作业时,如何掌握集矿机所在确切位置,实时跟踪集矿机的运行轨迹,并控制集矿机在特定的矿区按照规划的采集路线进行行走和采矿,是集矿机导航定位系统研究亟待解决的问题。由于深海工作环境的特殊性,目前国内外应用的深海导航定位大多采用应答式的基线水声系统,但在深海应用中暴露出精度不够、干扰严重、滞后严重等问题,无法满足集矿机定位要求。SGZD-1型深海集矿机惯性导航定位系统以萨格奈克效应作为理论基础,利用激光陀螺捷联惯性测量技术,首次将该项新技术成功应用于深海水下移动设备,有效地解决了水声定位存在的问题,使深海水下移动设备的导航定位有了突破性进展,最大误差降至1 m以内,满足了集矿机水下定位要求,并使我国在这一研究领域迈进世界先进行列。     

日本大洋多金属结核开采试验的进展

日本早在 2 0世纪 70年代就把深海资源的开发列为一项基本的矿业政策 ,制定了 17年的大洋多金属结核 (锰结核 )采矿系统研究开发计划 ,投入大量人力、物力和财力 ,经历了单元技术开发、小规模采矿系统的设计和开采系统的详细设计制造阶段 ,于 1997年在北太平洋水深 2 2 0 0m的Marcus-Wake海山上进行了多金属结核的采矿试验并取得了成功。本文较详细地介绍了日本的深海采矿试验系统 ,海上试验———包括结核矿采集试验、在海上扬矿管的下放与回收、陆上软管弯曲试验和陆上空气压缩机运转试验等 ,还对日本深海采矿技术开发的指导思想和试验结果进行了评论     

采矿设备利用卫星定位系统监控的效益

卫星定位系统（ＧＰＳ）实时位置监控技术正日益广泛应用于矿山设备中。数字采矿平面图技术现在已能应用在各种采矿设备上,并且整个采矿运用情况可通过宽带数据通信系统获知。这些系统可在生产与计划之间构成一条紧密集合链路。作业将不再因缺少测量标记而等待或受阻,也不再因为缺少即时的矿山作业现状信息而耽搁生产计划进程。由于效率大大提高而使得从矿山工程办公室向钻孔、铲装、复垦、以及矿山建设项目进行有效的指挥。这些系     

深海采矿系统研究

本文对目前研究的两种深海采矿系统进行了比较研究，论证了软管采矿系统更具备应用前景；根据海洋采矿的特点和要求，研究出密闭容器与水泵组合的水力输送设备，因此，软管采矿系统的关键技术取得突破，从而使软管采矿系统更加具备商业应用前景。