近日,教育部集成攻關大平臺上海交通大學海洋工程團隊研制的深海重載作業采礦車“開拓一號”,搭載于“向陽紅03”號科考船,在我國南海西沙海域成功完成了1300米深海試驗。“開拓一號”深海采礦車以海底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9.0噸,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。

圖說:布放過程中的深海采礦車

圖說:深海采礦車海底著陸
本次海試,“開拓一號”深海采礦車在不同海區分別布放至108米、246米、968米和1305米等多個水深的海底,成功完成重載裝備海上布放回收、海底路徑規劃與自主行走、海底礦石采集與沉積物取樣等試驗,突破了深水大功率液壓、高壓電力能源供給、信號傳輸與智能控制、水下布放回收姿態自動控制、海底行走與礦石采集等深海重載作業裝備研發的關鍵技術。
通過水下精確定位信息感知和閉環反饋控制,由智能控制系統實時、自動控制采礦車行走,這個過程不需要任何人工操控。此次海試,“開拓一號”在1305米的深海復雜地質條件下,在西沙海域海底一會兒走出“S”形,一會兒走出“J”形,多次成功完成“SJ”字樣行走路線。除了在海底自主行走的能力,它的業務能力也非同一般:能自主感知周邊的采礦環境,遇到阻礙可小半徑原地掉頭。
與此同時,項目組創新研發了采礦車水中運動姿態自動控制技術等,在試驗海域遭遇2米波高、7級陣風高海況條件的不利情況下,實現了重載裝備的安全布放與回收,讓深海重載作業采礦車能夠“收放自如”。此次海試成功,標志著深海重載作業采礦車研發向工程化、智能化邁出了重要的一步。