一种模拟深海采矿的试验系统及其操作方法技术方案

本发明专利技术公开了一种模拟深海采矿的试验系统及其操作方法。试验系统包括实验装置、数据采集系统和多刚体试验模型；实验装置包括主体框架、实验水池、轨道、滑块、步进电机、三轴拖动装置、波浪发生器；轨道包括纵向布置的第一轨道、横向布置的第二轨道、竖向布置的第三轨道和辅助轨道；数据采集系统包括传感器、面光源、高速相机、三角支架、计算机；多刚体试验模型包括集矿机、绳索、浮块、质量块、钢管。本发明专利技术可实现室内模拟采矿系统的采矿船、集矿机单独运动或同步运动对绳索三维空间运动的影响和受力特性，且可模拟绳索进行直线、圆形、椭圆、S曲线等轨迹的实际运动；本发明专利技术还具有功能多样性、测量精度高的优点。测量精度高的优点。测量精度高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟深海采矿的试验系统及其操作方法


[0001]本专利技术涉及线缆测试
，具体涉及一种模拟深海采矿的试验系统及其操作方法。

技术介绍

[0002]深海采矿系统由集矿、扬矿、测控和水面支持（采矿船）四个子系统组成。其中，扬矿子系统由扬矿硬管、中继舱、扬矿软管等组成；扬矿硬管上端与采矿船相接，下端与中继舱相连，中继舱与集矿机之间通过扬矿软管相连接；扬矿子系统利用集矿机采集矿物经软管输送到中继舱，再利用硬管将矿物提升到海面采矿船。
[0003]深海采矿系统的工作环境非常复杂，动力学行为也极其复杂，还具有超长的几何特征，系统的可靠性通常要通过现场工程试验来检验，但现场工程试验又存在代价昂贵，试验不能重复，现场数据少等一系列问题。为深入研究深海采矿系统的动力学行为，基于相似理论开展缩比模型试验是一种可行的方法，但因其几何尺度大，做全系统的缩比试验又存在理论上的困难。因此有必要开展深海采矿系统模拟实验研究，探索新的试验方法和试验技术，为深海采矿工程相关研究提供必要的实验方法和技术的支持。

技术实现思路

[0004]针对现有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟深海采矿的试验系统，其特征在于：试验系统包括实验装置、数据采集系统和多刚体试验模型；所述实验装置包括主体框架（1）、实验水池（2）、轨道（3）、滑块（4）、步进电机（5）、三轴拖动装置（6）、波浪发生器（7）；所述轨道（3）包括纵向布置的第一轨道（301）、横向布置的第二轨道（302）、竖向布置的第三轨道（303）和辅助轨道（304）；所述第一轨道（301）和辅助轨道（304）平行设置于主体框架（1）上；所述第二轨道（302）通过滑块（4）横向连接在第一轨道（301）和辅助轨道（304）上；所述第三轨道（303）通过滑块（4）与第二轨道（302）竖向相接；所述步进电机（5）设置于第一轨道（301）、第二轨道（302）和第三轨道（303）的端部；所述三轴拖动装置（6）安装在第三轨道（303）的滑块（4）上；所述波浪发生器（7）设置于实验水池（2）侧壁；所述数据采集系统包括传感器（8）、面光源（9）、高速相机（10）、三角支架（11）、计算机（12）；所述高速相机（10）放置于三角支架（11）上；所述计算机（12）通过电缆与步进电机（5）、波浪发生器（7）、传感器（8）、高速相机（10）相连接；所述多刚体试验模型包括集矿机（13）、绳索（14）、浮块（15）、质量块（16）、钢管（17）；所述集矿机（13）放置于实验水池（2）底部；所述绳索（14）一端与集矿机（13）相连接，另一端与质量块（16）相连接，并均在连接处设置有传感器（8）；所述绳索（14）还绑有浮块（15）；所述钢管（17）一端与质量块（16）相连接，另一端与三轴拖动装置（6）相连接，并均在连接处设置有传感器（8）。2.根据权利要求1所述的一种模拟深海采矿的试验系统，其特征在于：所述主体框架（1）通过销钉（18）与地面固定连接；所述主体框架（1）各个结点通过型钢螺栓连接。3.根据权利要求1所述的一种模拟深海采矿的试验系统，其特征在于：所述实验水池（2）由镶嵌于主体框架（1）的平面透明玻璃围筑而成；所述实验水池（2）的边框设置有读数用的刻度。4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁银凡，邓旭辉，郭小刚，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：