[实用新型]深海采矿车的轨迹控制系统及深海采矿车有效

专利信息
申请号: 202021593601.5 申请日: 2020-08-04
公开(公告)号: CN212569544U 公开(公告)日: 2021-02-19
发明(设计)人: 何成 申请(专利权)人: 长沙矿冶研究院有限责任公司
主分类号: G05D1/02 分类号: G05D1/02;G01C21/16;G01D21/02
代理公司: 长沙朕扬知识产权代理事务所(普通合伙) 43213 代理人: 周孝湖
地址: 410000 湖南*** 国省代码: 湖南;43
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摘要:
搜索关键词: 深海 矿车 轨迹 控制系统
【说明书】:

本实用新型公开了一种深海采矿车的轨迹控制系统及深海采矿车,轨迹控制系统包括包括用于采集采矿车的综合位置数据和运动状态数据的轨迹监测模块、用于解算采矿车所需运动方向的轨迹规划模块和用于判断采矿车实际运行是否正常并控制采矿车的执行机构的运动控制模块;轨迹监测模块与轨迹规划模块和运动控制模块相连接,轨迹规划模块与运动控制模块相连接,运动控制模块与采矿车的执行机构相连接。该轨迹控制系统及深海采矿车能在大噪声、强干扰海底环境中精确定位,能使采矿车按既定路线行走,能在采矿车行驶不正常时停止运动。

技术领域

本实用新型涉及水下移动设备轨迹控制技术领域,具体而言,涉及一种深海采矿车的轨迹控制系统及深海采矿车。

背景技术

随着陆地矿产资源的不断枯竭,越来越多的国家将目光转向了深海多金属结核的开采。多金属结核的开采多通过深海采矿车进行,其多分布于4000至6000米深海底,海底地形复杂多变,工况恶劣,由于海底环境和底质条件的复杂性,集矿作业车大多采用双履带式行走的作业车。

深海海底环境复杂,采矿车在行驶过程中难免出现履带打滑、偏离行走路线、出现行走故障等问题,给深海采矿带来较大困难,一旦采矿车长时间在错误的路线及位置运行,将大大降低其采矿效率,影响采矿车工作的安全性及稳定性,而目前直接用于深海采矿车的轨迹控制系统的研究还是空白,未见任何专利公开。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种深海采矿车的轨迹控制系统及深海采矿车,该轨迹控制系统及深海采矿车能够在大噪声、强干扰的海底环境中进行精确定位,能够使采矿车按照既定路线行走,并且能够在采矿车行驶不正常时停止采矿车运行,以保护采矿车安全。

为了实现上述目的,根据本实用新型的一个方面,提供了一种深海采矿车的轨迹控制系统,包括用于采集采矿车的综合位置数据和运动状态数据的轨迹监测模块、用于解算采矿车所需运动方向的轨迹规划模块和用于判断采矿车实际运行是否正常并控制采矿车的执行机构的运动控制模块;轨迹监测模块与轨迹规划模块和运动控制模块相连接,轨迹规划模块与运动控制模块相连接,运动控制模块与采矿车的执行机构相连接。

进一步地,轨迹监测模块包括超短基线声学定位单元和运动状态检测单元,超短基线声学定位单元与运动状态检测单元相连接,超短基线声学定位单元和运动状态检测单元均与轨迹规划模块相连接,运动状态检测单元与运动控制模块相连接。

进一步地,超短基线声学定位单元安装在采矿车采矿头的上部,超短基线声学定位单元采取只发射不接收的工作模式,其发射波形为几何梳状波形。

进一步地,运动状态检测单元包括激光陀螺仪、多普勒测速仪和轮速传感器,激光陀螺仪与超短基线声学定位单元相连接,多普勒测速仪和轮速传感器与运动控制模块相连接。

进一步地,轨迹规划模块包括轨迹转化单元和轨迹计算单元,轨迹转化单元与轨迹计算单元相连接,超短基线声学定位单元与轨迹计算单元相连接,轨迹计算单元与运动控制模块相连接。

进一步地,运动控制模块包括车辆状态监测单元和行驶控制单元,轨迹计算单元与车辆状态监测单元相连接,运动状态检测单元与车辆状态监测单元相连接,车辆状态监测单元与行驶控制单元相连接,行驶控制单元与采矿车的执行机构相连接。

进一步地,车辆状态监测单元包括用于监测采矿车的马达温度的温度传感器、用于监测采矿车的液压系统油压的油压传感器、用于监测采矿车液压系统油流量的油流量传感器、用于监测采矿车外部环境的浊度的浊度传感器和用于监测采矿车的马达转速的马达转速传感器。

根据本实用新型的另一方面,提供了一种深海采矿车,包括采矿车本体,采矿车本体上安装有上述的深海采矿车的轨迹控制系统。

与现有技术相比,本实用新型具有以下有益效果:

(1)本实用新型的轨迹控制系统可实现对采矿车在大噪声强干扰的海底环境下进行准确的定位。

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