水下清淤车性能研究及工程应用

为解决河湖与水库深水区域以及特定环境下孔洞的清淤问题,研制了一台适用于深水和孔洞的自行式履带清淤车.分别对清淤车的陆地行走性能、爬坡能力、水下行走和绞吸输送能力等进行了试验研究,验证了清淤车的各项作业性能.试验结果表明,清淤车在陆地行走的前进速度最大约为0.80 m/s,后退速度最大为0.79 m/s;在水下行走时平均速度为0.76 m/s;且相同速度下,水下行走时履带功率比陆地行走大25％左右;清淤车可在16°的斜坡自由行走;在水下清淤输送试验中,淤泥的输送浓度为20％.清淤车及系统成功在小浪底水利枢纽进行了工程应用试验.     

海底集矿车对称采集路径覆盖率问题分析研究

对海底集矿车采集路径规划覆盖率问题进行了研究分析, 结果表明, 在对称转弯半径不变的情况下, 随着采集宽度增大, 覆盖率、单次覆盖率、有效覆盖率和净覆盖率呈增大趋势, 并且当采集宽度与转弯半径相等时达到最优值。     

新一代海底履带式集矿车“鲲龙500”行走性能分析

基于地面车辆力学理论, 开展了模拟履带板与底质压陷和拖曳特性的试验研究, 建立了深海特殊底质地面力学模型, 进行了新一代履带式集矿车“鲲龙500”的直线行走性能多体动力学仿真, 并利用“鲲龙500”实验室试验验证其正确性, 在此基础上对“鲲龙500”的行走性能进行了分析。结果表明, 集矿车两侧履带的速度差越大, 其转弯半径越小; 相比于陆地重黏土, 集矿机在深海土壤上转弯半径小, 转动角速度大。     

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。     

液压过卷缓冲装置的理论分析

设计了一种用于煤矿立井提升系统的液压过卷缓冲装置,对其结构组成和工作原理进行了介绍,并对该装置在工作过程中的制动过程进行了理论分析;最后简要地做了实例验算,验证了该设计方案的可行性。     

稀软底质表面深海采矿作业车触底特性分析

为分析深海采矿作业车在稀软底质表面行走时自身沉陷以及与底质的法向粘附力的触底特性,通过室内小型底板代替作业车底部触底部件,开展了作业车触底沉陷特性以及法向粘附特性试验。结果表明,压陷量随接地比压增大而增大; 长宽比较大的底板压陷量明显大于长宽比较小的底板。粘附力与底板面积呈现较好的线性关系,相关系数R²=0.94,回归直线的斜率为894.56 N/m²。     

井下环境参数异常的变频采集环节设计

该监控系统由多参数环境监测装置(如CO、瓦斯、温度、风速等)、就地显示装置、数据存储装置等组成。为了能够准确捕捉井下环境参数异常或事故发生时的详细数据,提出了变频数据采集策略,以解决长时间记录与存储介质容量有限的矛盾。通过实验研究本系统取得了良好效果,能够满足煤矿井下环境的使用。     

深海采矿车巡检机器人设计研究

本文根据深海采矿车海底作业过程中的环境探测和作业状态监测需求，提出了一种采矿车巡检机器人方案，明确了各项功能需求，并对其总体架构、巡检机器人本体结构等进行了设计；构建了巡检机器人三维模型，通过水动力仿真验证了其水动力学设计可行性；研制了采矿车巡检机器人物理样机，并在实验室验证了相关功能和性能。     

深水孔洞清淤机器人设计及应用

针对深水孔洞清淤的现实需求，即清淤机器人需具备水下清淤、行走、定位、动力及智能控制等基本功能，通过对清淤环境的分析，设计一款具备闸门前淤积物清理的智能化深水孔洞清淤机器人。根据清淤机器人作业中的难点，对布放回收技术方案进行了详细介绍，包括上平台、下平台及吊放绞车等，实现清淤机器人的布放、入洞、动力供给和回收等功能。在实验室对清淤机器人的直线行走性能进行试验，结果表明：清淤机器人具有技术可行性和作业能力。