CN107806344A - 一种自行式海底矿石收集装置及收集方法 - Google Patents

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肖龙飞
赵国成
胡经朝
刘兴盛
马昭
张晟源
彭正皓
解钟秀
李清炀
赵伟杰
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Abstract

本发明公开了一种自行式海底矿石收集装置,包括车体、用于驱动所述车体的若干驱动模块、以及用于收集矿石的采集模块;其中,所述车体包括底盘,在所述底盘的侧面安装有若干组相对设置的侧连接板,所述驱动模块包括驱动电机,驱动电机的传动轴穿过侧连接板,且与设置在侧连接板外侧面的履带轮组件连接,所述采集模块包括固定安装在底盘上的集矿吸盘,集矿吸盘的内部为空腔结构,在所述集矿吸盘底部的侧方开设有与空腔结构连通造漩进水口,造漩进水口用于在空腔结构内形成用于吸入海底矿石的漩涡,在集矿吸盘的设有用于与下一级矿石输送组件连接的输矿软管,在所述输矿软管的外部套设有软管支撑架,软管支撑架通过若干支撑辐条与上抗扭架连接。

Description

一种自行式海底矿石收集装置及收集方法
技术领域
本发明涉及海底矿石采集领域,具体地说,特别涉及到一种自行式海底矿 石收集装置。
背景技术
随着世界科学技术的飞速发展以及矿产资源的日渐枯竭,人们越来越期待 挖掘海底这座蕴含着丰富矿产资源的宝库。除海洋石油气资源和海滨矿砂外, 海底目前已知有商业开采价值的还有多金属结核、富钴结壳和多金属硫化物等 金属矿产资源。在海洋资源的开发中,深海集矿无疑是最重要最核心的内容, 集矿机作为海底采矿系统最关键也是技术难度最大的部分,自20世纪60年代 便成为科研人员的研究重点,人们也研发出多代具有不同特点的集矿机。
但传统的集矿机多存在体积庞大,控制复杂,成本高昂,集矿效率低下等 缺点,不利于海洋资源的进一步开发利用。
在集矿机的开发中,集矿头的设计开发是最重要最核心的。
随着现代通信技术的发展和自动化控制的普及,智能化设计越来越受到人 们的青睐。近年来,在电力、机械、化工、制药、建筑、物流等各个领域,智 能化装备都得到了广泛的应用且取得了良好的成效。在这样的时代背景下,海 洋工程装备的智能化也成为必然趋势。尤其对于深远海作业而言,实现作业装 备的智能化、自动化能够大大降低人力物力投入,有效提高作业生产率,对于 海洋资源的进一步开发具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的不足,提供一种自行式海底矿石收集 装置,能够在海底自动行驶的同时实现快速集矿功能,该小车同时还具有转弯 灵活,抗压减震,高度可调,控制方便,自动化程度高等优良特点。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现:
一种自行式海底矿石收集装置,包括车体、用于驱动所述车体的若干驱动 模块、以及用于收集矿石的采集模块;
其中,所述车体包括底盘,在所述底盘的侧面安装有若干组相对设置的侧 连接板,且底盘通过所述侧连接板与位于底盘上方的上抗扭架连接;
所述驱动模块包括固定安装在所述侧连接板内侧的底盘上的驱动电机,所 述驱动电机的传动轴穿过侧连接板,且与设置在侧连接板外侧面的履带轮主动 轮连接,在所述侧连接板的外侧面上还安装有若干履带轮从动轮,所述履带轮 从动轮通过防滑履带与履带轮主动轮联动,且可在驱动电机的驱动下带动车体 运动;
所述采集模块包括固定安装在底盘上的集矿吸盘,集矿吸盘的内部为空腔 结构,在所述集矿吸盘底部的侧方开设有与空腔结构连通造漩进水口,造漩进 水口用于导入海水在空腔结构内形成用于吸入海底矿石的漩涡,在所述集矿吸 盘的设有用于与下一级矿石输送组件连接的输矿软管,在所述输矿软管的外部 套设有软管支撑架,软管支撑架通过若干支撑辐条与上抗扭架连接。
进一步的,所述驱动电机对称分布在底盘的两侧,其具有正反转功能,所 述车体可通过一侧的驱动电机正转和另一侧的驱动电机反转实现原地转动。
进一步的,所述履带轮从动轮的数量为两个,其分布在履带轮主动轮的下 方,且与所述履带轮主动轮构成三角履带轮结构。
进一步的,所述侧连接板的顶部与上抗扭架固定连接,侧连接板的底部通 过调高螺丝与底盘连接,调高螺丝用于调节底盘和集矿吸盘与海底表面的距离。
进一步的,在所述调高螺丝的外表面套设有减震弹簧。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
1.符合水动力特性的集矿头,在内部强大负压的作用下不断将矿石吸起进 入输矿软管,进入储矿舱。
2.造漩进水口通过侧面诱导水流进入的方法,利用进入水流的动能和惯性, 在集矿头核心区域形成漩涡,极大程度上提高了相同抽吸力下的矿石临界启动 速度,从而提高集矿效率。
3.采用三角履带轮设计,有效提高集矿设备在海底的行走能力,在防止打 滑、提供持续稳定动力等方面性能较轮胎优越;同时有效提高了驱动电机在整 个集矿设备中的高度,防止其接触海底发生碰撞而发生不可逆转的损坏。
4.驱动电机可通过一侧反转一侧正转来达到原地转向的功能,使转弯半径 从理论上达到最小,同时在遇到危险地形时能原路返回。
5.可调高度螺丝让集矿头的离地距离可在很大范围内变化,有利于找到不 同海底作业环境下最佳的集矿高度。
6.减震弹簧有效吸收集矿设备运动过程中由海底地形变化带来的振动,为 集矿头提供稳定的作业环境。
附图说明
图1为本发明所述的自行式海底矿石收集装置的结构示意图。
图2为本发明所述的自行式海底矿石收集装置的左视图。
图3为本发明所述的自行式海底矿石收集装置的前视图。
图4为本发明所述的自行式海底矿石收集装置的俯视图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解, 下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。
参见图1、图2、图3和图4,本发明所述的一种自行式海底矿石收集装置, 其特征在于:包括车体、用于驱动所述车体的若干驱动模块、以及用于收集矿 石的采集模块;
其中,所述车体包括底盘9,在所述底盘9的侧面安装有若干组相对设置的 侧连接板4,且底盘9通过所述侧连接板4与位于底盘9上方的上抗扭架5连接;
所述驱动模块包括固定安装在所述侧连接板4内侧的底盘9上的驱动电机 8,所述驱动电机8的传动轴穿过侧连接板4,且与设置在侧连接板4外侧面的 履带轮主动轮1连接,在所述侧连接板4的外侧面上还安装有若干履带轮从动 轮2,所述履带轮从动轮2通过防滑履带3与履带轮主动轮1联动,且可在驱动 电机8的驱动下带动车体运动;
所述采集模块包括固定安装在底盘9上的集矿吸盘13,集矿吸盘13的内部 为空腔结构,在所述集矿吸盘13底部的侧方开设有与空腔结构连通造漩进水口14,造漩进水口14用于导入海水在空腔结构内形成用于吸入海底矿石的漩涡, 在所述集矿吸盘13的设有用于与下一级矿石输送组件连接的输矿软管6,在所 述输矿软管6的外部套设有软管支撑架12,软管支撑架12通过若干支撑辐条7 与上抗扭架5连接,通过采用上述结构输矿软管6可围绕软管支撑架12实现 360°水平转动,从而不在弯管连接处形成较大的扭矩导致软管疲劳损伤。
所述驱动电机8对称分布在底盘9的两侧,其具有正反转功能,所述车体 可通过一侧的驱动电机8正转和另一侧的驱动电机8反转实现原地转动。
所述履带轮从动轮2的数量为两个,其分布在履带轮主动轮1的下方,且 与所述履带轮主动轮1构成三角履带轮结构。
所述侧连接板4的顶部与上抗扭架5固定连接,侧连接板4的底部通过调 高螺丝11与底盘9连接,调高螺丝11用于调节底盘9和集矿吸盘13与海底表 面的距离。
在所述调高螺丝11的外表面套设有减震弹簧10。
在上述各组件中,
驱动模块的功能主要是:提供车体行进的动力;实现车体在海底的自动行 走。驱动电机8提供动力,驱动履带轮主动轮1转动,防滑履带3将转动效果 传递给三角履带轮从动轮2,履带轮主动轮1和履带轮从动轮2相互配合,驱动 车体行进。
吸附模块的功能主要是:制造漩涡,产生能够吸附矿石的吸附力;吸附散 布在海底平面上的矿石;将吸附的矿石输送到下一级的输运系统。造漩进水口 14独特的形状设计可使集矿头在海底时,在造漩进水口14附近形成旋涡,从而 产生向上的吸附矿石的力,散布在海床表面的矿石在这种吸附力的作用下,通 过集矿吸盘13被吸附进入输矿软管6;输矿软管6会将收集到的矿石输运至下 一级的输运系统,最终将矿石运送至陆地并收集保存。
高度调节模块的功能主要是:调节离地面的高度;使车体在海底自动行走时 能够适应地形,自动调节高度,提高集矿效率;提高车体行驶的稳定性。当海 底地形变化时,通过调节调高螺丝11改变底盘9与侧连接板4的相对高度,从 而达到调节高度的目的。
缓冲模块的功能主要是:减小车体在海底自动行走时因地形起伏产生的震 动;减小车体因内部组件相互位置关系变化产生的震动;使车体在海底平稳行 进。当车体受到外界或内部干扰而产生竖直方向的作用力时,减震弹簧10会有 扩张趋势,从而抵消掉一部分竖直方向的力,达到缓冲减震的效果。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业 的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中 描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明 还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本 发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种自行式海底矿石收集装置,其特征在于:包括车体、用于驱动所述车体的若干驱动模块、以及用于收集矿石的采集模块;
所述车体包括底盘(9),在所述底盘(9)的侧面安装有若干组相对设置的侧连接板(4),且底盘(9)通过所述侧连接板(4)与位于底盘(9)上方的上抗扭架(5)连接;
所述驱动模块包括固定安装在所述侧连接板(4)内侧的底盘(9)上的驱动电机(8),所述驱动电机(8)的传动轴穿过侧连接板(4),且与设置在侧连接板(4)外侧面的履带轮主动轮(1)连接,在所述侧连接板(4)的外侧面上还安装有若干履带轮从动轮(2),所述履带轮从动轮(2)通过防滑履带(3)与履带轮主动轮(1)联动,且可在驱动电机(8)的驱动下带动车体运动;
所述采集模块包括固定安装在底盘(9)上的集矿吸盘(13),集矿吸盘(13)的内部为空腔结构,在所述集矿吸盘(13)底部的侧方开设有与空腔结构连通造漩进水口(14),造漩进水口(14)用于导入海水在空腔结构内形成用于吸入海底矿石的漩涡,在所述集矿吸盘(13)的设有用于与下一级矿石输送组件连接的输矿软管(6),在所述输矿软管(6)的外部套设有软管支撑架(12),软管支撑架(12)通过若干支撑辐条(7)与上抗扭架(5)连接。
2.根据权利要求1所述的自行式海底矿石收集装置,其特征在于:所述驱动电机(8)对称分布在底盘(9)的两侧,其具有正反转功能,所述车体可通过一侧的驱动电机(8)正转和另一侧的驱动电机(8)反转实现原地转动。
3.根据权利要求1所述的自行式海底矿石收集装置,其特征在于:所述履带轮从动轮(2)的数量为两个,其分布在履带轮主动轮(1)的下方,且与所述履带轮主动轮(1)构成三角履带轮结构。
4.根据权利要求1所述的自行式海底矿石收集装置,其特征在于:所述侧连接板(4)的顶部与上抗扭架(5)固定连接,侧连接板(4)的底部通过调高螺丝(11)与底盘(9)连接,调高螺丝(11)用于调节底盘(9)和集矿吸盘(13)与海底表面的距离。
5.根据权利要求4所述的自行式海底矿石收集装置,其特征在于:在所述调高螺丝(11)的外表面套设有减震弹簧(10)。
6.根据权利要求4所述的自行式海底矿石收集装置,其特征在于:所述装置的收集方法如下:
1)驱动模块提供车体行进的动力;实现车体在海底的自动行走;驱动电机(8)提供动力,驱动履带轮主动轮(1)转动,防滑履带(3)将转动效果传递给履带轮从动轮(2),履带轮主动轮(1)和履带轮从动轮(2)相互配合,驱动车体行进;
2)吸附模块用于制造漩涡,产生能够吸附矿石的吸附力,在造漩进水口(14)附近形成旋涡,从而产生向上的吸附矿石的力,散布在海床表面的矿石在这种吸附力的作用下,通过集矿吸盘(13)被吸附进入输矿软管(6);输矿软管(6)会将收集到的矿石输运至下一级的输运系统,最终将矿石运送至陆地并收集保存。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108915688A (zh) * 2018-08-02 2018-11-30 黄建青 一种海洋矿产资源开采装置
CN109403979A (zh) * 2018-11-23 2019-03-01 武汉理工大学 一种用于深海多金属结核采集的机器人及采集方法
CN109795569A (zh) * 2019-01-31 2019-05-24 华南农业大学 适用于丘陵山地的小型三角形履带底盘
CN110316339A (zh) * 2019-07-12 2019-10-11 哈尔滨工程大学 水下磁吸变悬挂履带移动系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE680695A (zh) * 1965-05-06 1966-11-07
CN103350726A (zh) * 2013-07-26 2013-10-16 中南林业科技大学 一种适于林地作业的机器人底盘
CN105673017A (zh) * 2016-02-02 2016-06-15 长沙矿山研究院有限责任公司 一种海底富钴结壳矿区采矿实验车
CN106812529A (zh) * 2017-03-28 2017-06-09 上海交通大学 一种基于旋涡水动力特性的集群式深海海底集矿装备
CN207177896U (zh) * 2017-09-14 2018-04-03 上海交通大学 一种自行式海底矿石收集装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE680695A (zh) * 1965-05-06 1966-11-07
CN103350726A (zh) * 2013-07-26 2013-10-16 中南林业科技大学 一种适于林地作业的机器人底盘
CN105673017A (zh) * 2016-02-02 2016-06-15 长沙矿山研究院有限责任公司 一种海底富钴结壳矿区采矿实验车
CN106812529A (zh) * 2017-03-28 2017-06-09 上海交通大学 一种基于旋涡水动力特性的集群式深海海底集矿装备
CN207177896U (zh) * 2017-09-14 2018-04-03 上海交通大学 一种自行式海底矿石收集装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108915688A (zh) * 2018-08-02 2018-11-30 黄建青 一种海洋矿产资源开采装置
CN108915688B (zh) * 2018-08-02 2022-07-12 临沂中科英泰智能科技有限责任公司 一种海洋矿产资源开采装置
CN109403979A (zh) * 2018-11-23 2019-03-01 武汉理工大学 一种用于深海多金属结核采集的机器人及采集方法
CN109403979B (zh) * 2018-11-23 2020-03-24 武汉理工大学 一种用于深海多金属结核采集的机器人及采集方法
CN109795569A (zh) * 2019-01-31 2019-05-24 华南农业大学 适用于丘陵山地的小型三角形履带底盘
CN110316339A (zh) * 2019-07-12 2019-10-11 哈尔滨工程大学 水下磁吸变悬挂履带移动系统

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