一种基于采掘头动臂应变响应的采掘物识别方法技术

本发明专利技术实施例公开了基于采掘头动臂应变响应的采掘物识别方法，包括：S100、构建采掘头的有限元模型，通过数值模拟的方式获得不同采掘物下采掘头动臂上关键区域的应变响应规律；S200、通过数值模拟或实验提取的方式得到采掘头动臂上的待测应变响应规律；S300、将步骤S200中得到的待测应变响应规律与步骤S100中的参考应变响应规律进行比对，识别步骤S200中的采掘物类型；其中，步骤S100中，所述数值模型包括：在采掘头截割过程中，对应获得的截齿切向力、径向力和轴向力。本发明专利技术通过准确建立采掘物属性(材料本构)与结构动臂应变响应的对应关系，可有效识别当前采掘物质的类型。可有效识别当前采掘物质的类型。可有效识别当前采掘物质的类型。

【技术实现步骤摘要】
一种基于采掘头动臂应变响应的采掘物识别方法


[0001]本专利技术实施例涉及深海矿物采掘
，具体涉及一种基于采掘头动臂应变响应的采掘物识别方法。

技术介绍

[0002]海底富钴结壳是一种极具商业开发前景的矿产资源，是未来人类开发利用有价金属的重要来源，大多生长在水深500
‑
4000米的海山、岛屿斜坡上，富含钴、铂、镍、锰、铜等战略物资。其中，钴的平均含量最高，品位高达0.8％至1.2％，最高可达到2％，较陆地原生矿高几十倍，铂平均含量也高于陆地相应矿床的80倍。富钴结壳矿区地形复杂，表面起伏不平，薄层结壳矿体附着在硬质基岩上，结壳厚度分布不均，采掘时要求采矿头适应复杂的微地形特征，一般采用螺旋滚筒采掘装置将其与基岩剥离采掘。
[0003]在对深海富钴结壳矿区进行开采时，一般采掘头截割矿物质的过程中是由采矿车通过动臂上的液压缸控制采掘头的升降。目前，由于采掘头无法识别采掘物种类为钴结壳或基岩，从而导致采集的物料中易混有大量杂质(基岩)。同时，在采掘过程中，采矿车相对运动形式较为单一，目前设计的采矿机动臂难以实现采本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于采掘头动臂应变响应的采掘物识别方法，其特征在于，包括：S100、构建采掘头的有限元模型，通过数值模拟的方式获得不同采掘物下采掘头动臂上关键区域的应变响应规律；S200、通过数值模拟或实验提取的方式得到采掘头动臂上的待测应变响应规律；S300、将步骤S200中得到的待测应变响应规律与步骤S100得到的应变响应规律进行比对，识别步骤S200中的采掘物类型；其中，步骤S100中，所述数值模型中包括：在采掘头截割过程中，对应获得的截齿切向力、径向力和轴向力。2.根据权利要求1所述的一种采掘物识别方法，其特征在于，步骤S100中，所述切向力、所述径向力和所述轴向力的计算公式具体包括：F
nit
＝K
n
F
τit
+100k
n
σ
y
s
d
，其中，F
τit
为切向力，F
nit
为径向力，F
tit
为轴向力，K
n
为锋利截齿平均牵引力与平均切割力的比值，k为截割工况系数，c、d、e为经验系数，b为截齿刃宽度，l0为截齿截距，f为截齿截割阻力系数，β为截齿相对于牵引方向的安装角度，s
d
为截齿磨损面积，k
n
为应力容量系数，h
it
为截割采掘物厚度，A为采掘物的截割阻抗，B为采掘物的脆性程度指数，σ...

【专利技术属性】
技术研发人员：路玲玲，李明起，宋宏伟，邢晓冬，杨乐凯，赖姜，
申请(专利权)人：中国科学院力学研究所，
类型：发明
国别省市：