近日,上海交通大學海洋工程團隊研制的深海重載作業采礦車樣機,搭載于“張謇”號科考船,在我國南海圓滿完成了海底智能行進與路徑跟蹤試驗,通過海上布放回收、水下精準定位、海底作業路徑規劃、智能行進控制等一系列試驗,驗證了海上布放回收姿態自動控制、海底智能自主行進控制等創新技術,達到了預期研究目標。
采礦車布放入水
該深海采礦車以深海多金屬結核為開發作業對象,長5.6米,寬2.5米,高2.0米,空氣中重量8.0噸,設計作業水深3000米,具有海底作業環境感知、智能自主控制、高效水力集礦等作業能力。
采礦車實時行進軌跡
ROV聲吶測量采礦車軌跡為滿足未來海底礦產資源工程開發的需要,上海交通大學海洋工程團隊前瞻性研發采礦車智能自主行進技術,實現采礦車海底行進過程中的閉環反饋控制,基于規劃的作業路徑和水下精確定位信息,實時、智能控制采礦車行進方向、位移、速度和加速度等運動姿態,首次實現采礦車海底大曲率曲線路徑高精度跟蹤。
采礦車實時行進軌跡與S形規劃目標路徑對比,兩者高度吻合,最大跟蹤誤差僅0.40m。ROV聲吶測得的海底試驗現場,采礦車S形軌跡清晰可見。
采礦車布放姿態控制
采礦車首向角控制時間歷程針對重載作業采礦車海上安全布放和回收難題,項目組創新提出了采礦車水中運動姿態自動控制方法,實時控制推進器推力分配,在海上布放和回收過程中,自主、穩定保持艏向角方向。在此次海試的多次布放和回收過程中,采礦車在高速海流作用下,首向角控制最大偏差小于1.4度,實現了采礦車在水中運動姿態的精準控制,保障采礦車可控、穩定地布放與回收。