振动放矿机结构改进

振动放矿机是一种以振动电机为激振源的颠振型惯性振动出矿设备,广泛适用于冶金、化工、建材、煤炭等矿业,是矿石及其他物料放出、给料或装车的理想设备。对振动放矿机的结构进行改进,使其节省能源、出矿效率高、出矿均匀且易控制,并使设备制造简单、安装工程量小、成本低、应用范围更广、适应性更强,以提高矿石、废石的运输能力。

伺服定位式皮带输矿机磁性金属杂物清除系统

固定在输矿皮带上方的传统磁性金属杂物清除系统,吸取块状或短小磁性金属杂物有效,对细长状磁性金属杂物,往往只能吸住一端。针对这一问题,设计了一种伺服定位式皮带输矿机磁性金属杂物清除系统。介绍了这一系统的结构和原理。这一系统采用双磁极电磁除铁器,将磁性金属杂物整体吸取并予以清除,由此保证输矿皮带的运行安全性。

履带板、齿间黏附底质对集矿机附着性能的影响

为优化设计集矿机的机构,分析了行走履带板、齿间黏附稀软底质对集矿机附着性能的影响。该文分析了集矿机的履带板、齿与稀软底质的黏附,通过建立集矿机在稀软底质上的附着力数学模型,理论研究稀软底质的物理力学参数和集矿机结构参数对其附着性能的影响。稀软底质的物理力学特性和履带板、齿材料特性等因素影响了底质的黏附,稀软底质在链环上依次分布沿前进方向逐渐减少,黏附底质使集矿机的附加重量和接地压力约增加25%。集矿机的附着力由内聚作用力、驱动力、摩擦阻力和内摩擦作用力等组成,前二者分别约占附着力的40.6%和33.8%,内摩擦作用力和摩擦阻力可忽略。履齿的有效剪切高度降低,大大降低了集矿机的附着力,集矿机的齿高应设计为15cm。履带板、齿间黏附底质降低了集矿机的附着性能。

履齿高度对集矿机牵引性能的影响及参数确定

为研究履齿高度对集矿机在多金属结核矿区稀软底质上的牵引性能的影响,并确定履齿高度,以优化集矿机的行走机构。该文基于稀软底质的剪切位移和应力模型,构建了单履带板、齿与稀软底质的驱动力模型和集矿机的附着力模型,研究了履齿高度参数对集矿机在稀软底质上的牵引性能的影响。结果表明,履齿高度能提高集矿机在稀软底质上的牵引性能:集矿机在稀软底上产生的驱动力随履齿高度增加而快速增加;附着力在齿高小于15cm时随齿高增加快速增加,齿高大于15cm后趋缓。集矿机的齿高应不大于15cm。

深海履带式集矿机多体动力学建模与行走性能仿真分析

深海底极稀软底质是一种完全不同于陆地表面的特殊底质,对海底作业机器的结构设计及其行走性能提出高要求。根据海底底质物理力学特性,配制实验室模拟底质,基于车辆地面力学理论,开展模拟履带板与模拟底质相互作用力学特性试验,分别获得法向压力-沉陷、水平切应力-剪切位移函数关系式。根据深海底履带式集矿机详细结构设计参数,采用动力学建模与仿真程序Recur Dyn/Track构建海底履带式集矿机多体动力学模型。应用实验室模拟试验获得的海底底质力学特性关系式,采用C语言编写用户自定义子程序,基于Recur Dyn/Track进行二次开发,实现深海底特殊底质力学模型在Recur Dyn/Track中的构建。开展海底底质特殊力学载荷下履带式集矿机多种行走工况动力学仿真,分析与评价其行走性能,为实际深海底履带式集矿机的结构设计优化、行走性能评估及行走控制研究奠定基础。。

深海集矿机模型车行走驱动系统

研制了1台集矿机模型车,并通过对集矿机模型车液压驱动系统中所用的比例阀、变量泵以及液压马达的分析研究,分别建立其数学模型;采用PI控制,利用Simulink工具箱对该系统的数学模型进行仿真。在仿真过程中,通过变换负载及改变PID控制器参数来观察输出结果。仿真结果表明当增加负载时,系统振荡增大,这与系统的实际情况相符;当加入微分控制时,仿真波形有很大毛刺,这说明采用PI控制器比较合适。

深海采矿集矿机的设计

集矿机是用于水深５０００ｍ左右、环境条件复杂恶劣的海底采集其表层多金属结核矿石的设备。文章以深海采矿最新研究成果为依据，结合科学技术进步可能实现的目标，对工业开采使用的集矿机设计进行了探讨。

深海采矿集矿机的研究与开发

介绍了我国深海采矿集矿机的研制背景和研究开发历程,对我国现有深海采矿集矿机的组成与结构特点、关键技术问题及其解决情况进行了总结。对集矿机在我国深海采矿研究中的应用,及其在深海底栖工程装备方面的移植和拓展前景进行了展望。

不确定环境下集矿机环境感知与实时避障研究

通过对海底集矿机作业特点及作业环境分析可知,采用传统势场法避障要解决的关键问题主要为局部极小问题,由此提出了基于人工势场法的改进算法。重新定义势函数,对斥力函数作了改进,建立了履带式集矿机的运动学模型,并成功应用于海底不确定环境下集矿机的实时避障。仿真结果表明:改进后的避障算法能够使机器人逃离局部极小,顺利避障并到达目标,具有较强的实用性与可行性。该研究对于海底采矿及水下机器人的避障具有一定的指导意义。

基于多传感器数据融合的深海集矿机导航与定位

考虑到深海底的复杂、未知工作环境,在深海集矿机的海底导航与定位研究中提出了一种基于多传感器数据融合思想的深海集矿机导航与定位方法,该方法使用一种修正的长基线水声定位系统,采用自适应卡尔曼滤波算法,融合由长基线水声定位系统对集矿机位置的测量值和通过多普勒测速仪等其他传感器的测量值间接得到的关于集矿机位置的推测值,得出某时刻集矿机位置的最优估计;此方法适合集矿机在复杂未知的深海底环境中实现自主导航与定位任务;仿真和试验结果印证了此方法的有效性。

深海集矿机模型车避障系统设计

考虑深海底集矿机的未知、复杂工作环境以及在集矿机上做试验的不便,设计并实现了深海集矿机模型车避障系统;该系统先用超声波传感器检测障碍物信息,然后用高性能单片机AT89S52对信息进行处理后传送到水下工控机,在此基础上,运用改进势场法进行行走避障,规划出深海集矿机模型车作业路径;此算法适应于动态未知复杂环境下的深海集矿机实时导航和避障,且在目标点附近存在障碍物时也能达到目标;仿真和试验结果验证了该算法的有效性。

深海底集矿机传感器故障容错方法研究

针对深海环境的特殊性,对集矿机传感器容错方法进行了研究;利用双传感器冗余策略,同时把加权融合算法和灰色预测模型结合起来,构建一个基于混合冗余的传感器容错系统,用于集矿机传感器故障的检测、分离和容错,保证了集矿机双传感器在不同时发生故障的情况下系统输出始终有效;仿真结果验证了这一方法的可行性。

履带式集矿机的拉格朗日运动方程

对履带式集矿机在海底运行的情形及其串联的软管进行了简化与假定,据此建立了集矿机系统的数学模型,得出了履带式集矿机在深海底作直线运行时的拉格朗日运动方程,该方程对研究集矿机的运动状态有理论指导意义。

UML在深海集矿机远程监控系统中应用研究

分析了UML(unifiedmodelinglanguage)建模方法在信息建模中的优点,具体研究了UML建模方法在深海集矿机远程监控系统建模中的应用;针对深海集矿机远程监控系统的工艺流程,采用UML中的用例图、活动图和序列图等描述远程监控系统的需求、分析和设计阶段的信息系统模型;并对深海集矿机远程监控系统进行建模,使系统模型更通用、更易理解,增强了系统模型的重用性和互操作性。以RationalRose2002为工具来描述UML方法的建模过程,开发了深海集矿机远程监控系统,在海洋采矿系统的模型机上试验运行情况良好。

深海采矿集矿机定位系统的研究

为了采集海底资源,世界有关国家研制了不同结构的集矿机。但确定集矿机与采矿船的行走路线是深海采矿的难题。介绍了利用短基线声学原理进行集矿机定位,并阐述了定位系统的工作原理、系统组成、水下集矿机的运行轨迹,以及抗干扰的对策和延时的修正。

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.

履齿高度对集矿机牵引性能的影响及参数确定

为研究履齿高度对集矿机在多金属结核矿区稀软底质上的牵引性能的影响,并确定履齿高度,以优化集矿机的行走机构。该文基于稀软底质的剪切位移和应力模型,构建了单履带板、齿与稀软底质的驱动力模型和集矿机的附着力模型,研究了履齿高度参数对集矿机在稀软底质上的牵引性能的影响。结果表明,履齿高度能提高集矿机在稀软底质上的牵引性能：集矿机在稀软底上产生的驱动力随履齿高度增加而快速增加;附着力在齿高小于15cm时随齿高增加快速增加,齿高大于15cm后趋缓。集矿机的齿高应不大于15cm。