钴结壳采集机器人采掘机理及采掘机构优化设计研究

钴结壳开采是我国深海发展技术重点发展的领域之一，采集机器人采掘机构能否有效破碎剥离钴结壳是决定深海钴结壳开采成败的关键。但由于我国的深海采矿技术起步较晚，对深海采掘机构研究甚少，更没有形成系统的设计理论与技术。本申请项目以钴结壳开采为应用背景，重点研究以下内容：(1)深海环境下钴结壳和基岩的物理力学性能及其变化规律；(2)不同采掘机构对钴结壳和海底基岩的采掘机理；(3) 钴结壳采集机器人采掘机构运动学、动力学建模与分析，研究随机海底作业环境下采掘机构动力学特性的变化规律，评价采掘机构对不同环境的适应能力和生产能力；(4) 建立基于最优化理论和虚拟设计相结合的钴结壳采集机器人采掘机构优化设计方法。通过理论分析计算机仿真与缩尺模型实验，验证理论分析模型和采掘机构设计方法的正确性和可行性，为我国钴结壳采集机器人的设计与研究提供理论依据。