CN110978917A - 海底集矿车行走防沉陷底盘履带装置及其行走自救方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海底集矿车行走防沉陷底盘履带装置，包括通过伸缩装置连接在一起的上下底盘，上下底盘嵌套在一起形成能够上下移动的密封空腔作为浮力舱，浮力舱内有弹性气囊，弹性气囊与空气压缩机连通，上底盘左右两侧安装有外履带，下底盘下部安装有内履带，外履带的外部边缘设置伸缩板装置。伸缩装置控制上下底盘分离，联动轮带动内履带下伸，抬升车体；浮力舱增大车体浮力。速凝喷射装置喷射速凝剂与强化剂，增大扰动土体的沉降速度与强度。伸缩板内板插入软弱土体，增大动力。伸缩装置根据数据反馈不断进行伸长收缩，调整上下底盘间距及内履带高度，适应不同强度土层，实现车体抬升，同时避免内履带一直在海底土中行进，车体同步前行。

Description

海底集矿车行走防沉陷底盘履带装置及其行走自救方法

技术领域

本发明涉及一种深海采矿作业技术，尤其是一种海底集矿车行走防沉陷底盘履带装置及其行走自救方法。

背景技术

深海海底蕴含丰富的多金属结核、多金属硫化物以及钴结壳等固体矿石资源，已探明的储量达数百亿吨，是解决全球资源、能源紧缺问题的重要方向。

深海洋底中多金属结核资源赋存环境复杂，多金属结核资源呈面式分布，面富集程度约6~10 kg/m²，赋存分散，且仅赋存于海底0~25cm表层稀软土中，深海稀软底质土处于流态土状态，抗剪强度低（0~6kPa），承载能力差。目前多金属结核集矿车的底盘，基本上都采用履带式结构，集矿车行走极易发生沉陷，且类型与陆地整体剪切破坏不同，类似冲剪破坏，沉陷发生突然。再者，由于集矿车前方破土采矿，海底稀软底质土产生较大扰动，严重影响了抗剪强度，导致集矿车沉陷极易发生。

为了克服上述问题，拟研究一种适合行走在海底稀软底质土的海底集矿车的履带设计，使其在受破土扰动的海底稀软土上有效行走，并有能力自行解决行车沉陷问题。

申请号为201710695314.1的中国专利申请公布了一种海底集矿车行走底盘及其自救方法，前伸缩架与后伸缩架的一端分别与所述本体的前后两侧伸缩连接，该本体的前后两侧均安装有推拉油缸，两侧推拉油缸的活塞杆分别与所述前伸缩架和后伸缩架相连，该前伸缩架及后伸缩架通过所述推拉油缸的驱动伸缩；所述前伸缩架及后伸缩架的另一端均连接有步进油缸，该步进油缸的活塞杆连接有在所述履带系统出现打滑或行走困难时完成支撑步进的支撑滑靴，该支撑滑靴通过所述步进油缸的驱动升降。该申请通过设计支撑装置，将沉陷集矿车撑起，离开沉陷土，通过伸缩装置，实现集矿车牵引前进，带离沉陷区，后收回装置，将集履带行走与支撑步进相结合。然而该过程复杂，且沉陷区一旦面积过大，将极大影响行进效率，且在由于破土过程，沉陷区往往与矿区位置重合，该设计在使集矿

车脱离沉陷区过程中，无法同时进行矿产采集，这会造成极大的浪费，严重影响采矿集矿效率。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术中海底稀软土质集矿车行走沉陷问题，提供一种海底集矿车行走防沉陷底盘履带装置及其行走自救方法，能够既能够实现集矿车在海底稀软土质安全行走，又能够解决沉陷问题，还能同时保障采矿集矿工作的持续进行。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种海底集矿车行走防沉陷底盘履带装置，包括通过伸缩装置连接在一起的上、下底盘，上、下底盘嵌套在一起形成能够上下移动的密封空腔作为浮力舱，浮力舱内有弹性气囊，弹性气囊与空气压缩机连通，上底盘左右两侧安装有外履带，下底盘下部安装有与外履带相独立的内履带，外履带的外部边缘设置伸缩板装置。

所述伸缩装置为液压缸，或者其他现有的可控伸缩设备。伸缩装置下端通过连接盘及螺丝与上底盘刚性固定连接，伸缩装置的上端通过连接盘及螺丝与下底盘刚性固定连接。伸缩装置上安装有位移传感器，位移传感器用于测量内履带及下底盘下降位移，测得数据传至控制系统；控制系统根据位移传感器的监测数据来控制和调节伸缩装置的液体压力、流量和方向，从而能够控制伸缩装置伸长与收缩，不断对内履带及下底盘高度进行反馈调节。

反馈调节机理如下：集矿车外履带出现打滑、沉陷等现象，上底盘高度低于正常行驶高度（车头向下）时，控制伸缩装置伸长，将下底盘向下伸出；当集矿车脱离沉陷区域，上底盘恢复正常行驶高度，集矿车可以正常驱动行驶时，控制伸缩装置回收，避免内履带过分伸长导致整体过度上抬。此调节过程是动态过程，视集矿车不同沉陷状况进行动态调节，以维持集矿车正常行驶。

所述伸缩装置数量至少为六个，每侧数量至少为三个，对称分布。

所述浮力舱是由下底盘上开口向上的长方体空腔套嵌入上底盘开口向下的长方体空腔内而形成的密封空腔，所述上、下底盘的长方体空腔间通过密封方环密封连接，即下底盘的长方体空腔外侧面上设置密封方环，上、下底盘的长方体空腔间能够浮动自适应联接；形成的密封空腔，上、下底盘能够相对上下移动。

为减少开口向上的长方体空腔与开口向下的长方体空腔间的摩擦与磨损，上、下底盘的长方体空腔间通过密封方环连接，上下底盘的长方体空腔间浮动自适应联接。密封方环可以是活塞环，也可以是其他现有的密封装置。

所述空气压缩机安装于上底盘上。

所述外履带长度大于集矿车主体长度。

所述内履带前端面与外履带前端面齐平，内履带后端面与下底盘后端面齐平。

所述上底盘前部安装有两组平行的速凝喷射装置，速凝喷射装置包括上下储液舱及控制系统组成，上储液舱及下储液舱之间刚性连接而成，所述上储液舱由上储液箱与斜向上45°的喷头构成，两者通过滚珠支座连接，上储液箱体内存放硬化剂；所述下储液舱由下储液箱与斜向下45°的喷头构成，两者通过滚珠支座连接，下储液箱体内存放早强剂。

所述下底盘左右两侧的下表面上分别有L型支臂，L型支臂的水平部分的两端分别水平设置有内动力轮连接杆，中间位置设置有多个与内动力轮连接杆平行的联动轮连接杆，联动轮连接杆和内动力轮连接杆上分别对应安装有联动轮和内动力轮，内履带绕在联动轮和内动力轮上，内动力轮由设置于下底盘上的动力系统提供动力。

履带动力系统为内动力轮提供动力，连接方式如下：内动力轮连接杆通过螺栓与轮毂同轴连接，同样使用螺栓将动力轮同轴连接在轮毂外侧壁上，轮毂内侧壁通过滚柱轴承与下底板下端支臂活性连接；实现了内动力轮、轮毂、内动力轮连接杆与下底板支臂的连接，进而动力系统带动内动力轮连接杆旋转，内动力轮连接杆带动内动力轮旋转提供动力。

联动轮作用是连接下底盘与内履带，当下底盘伸缩上下移动时，带动内履带向下移动。内动力轮是集矿车本身行走时的轮子，驱动集矿车前进。

当遇到车辆沉陷时，伸缩装置启动，下底盘向下分离；在下底盘的带动下，联动轮、内动力轮及内履带一起向下运动。

所述联动轮数量至少为六个，每侧数量至少为三个，对称分布。

所述伸缩板装置包括嵌套在一起的内、外板，外板为上部开口的槽状构造，内板底部通过刚性弹簧安装于外板槽内底部，内板受到一定强度的压强后，便会压入外板槽中，当内板收到足够的压力时，可以完全压入外板槽中。

所述外履带外侧边缘设置加厚层，其目的是紧密连接外板与履带，所述外板通过连接盘与螺栓刚性连接于加厚层上，且能够随外履带一起转动。外板的开口朝向外履带的外周面，且外板的上端面不超过外履带与土壤接触表面，且外履带上下平行面上的外板相间布置，随外履带一起转动。

朝向外履带行进方向，首先与土壤接触的内板侧边呈刃状结构，该结构使内板与土壤接触面面积最小，更容易使内板插入柔软的土层中，增加履带与土壤的摩擦力，增强履带在地面的附着性。

一种利用海底集矿车行走防沉陷底盘履带装置的行走自救方法，包括：

1）集矿车在海底正常行走

集矿车随海上运输系统下放到海底矿区作业面区域，内外履带处于同一高度，共同为集矿车提供前进动力；

外履带伸缩板内板接触强度相对较高路面，受压收缩进外板，不影响集矿车正常有效行走；

速凝喷射装置与控制伸缩装置暂时不启动；

2）集矿车在海底软弱土面上行走

集矿车行进至海底软弱土面，集矿车出现轻微下陷；在不影响正常行进速度与轨迹的情况下，控制伸缩系统暂不启动；

速凝喷射装置接收集矿车自身带有的土体强度探测系统的数据处理结果，控制下储液仓，根据不同下垫面土体强度数据，由控制系统配置不同用量的早强剂与硬化剂混合液，控制喷入下部软弱土体，实现软弱土体在一定程度上快速固结硬化；

外履带伸缩板内板部分插入软弱土中，一方面增大集矿车前进动力，另一方面两侧内板形成插入软弱土中，在集矿车两侧形成相对封闭区域，有效阻挡底盘下部软弱土体因受挤压而向两侧流失，减少土体损失，减小沉陷量，保证集矿车稳定有效通过软弱土面；

3）集矿车发生沉陷

集矿车行进至受到强烈扰动的海底软弱土面，发生突然沉陷时，集矿车自带的车辆水平行走监测装置系统监测到车体沉陷状况及沉陷高度，伸缩装置启动，下底盘向下方分离，通过联动轮带动内履带同下底盘一齐向下伸出，接触到足够强度的土层承载面，通过反作用力，将外履带、上底盘及集矿车主体的前部抬升，助力集矿车脱离沉陷区；

浮力舱空间变大，空气压缩机向弹性气囊内注入压缩空气，以此增大集矿车浮力，减小集矿车对沉陷区软弱土面的压力，便于沉陷自救；

外履带伸缩板内板全部插入沉陷区软弱土中，增大集矿车前进动力，同时在集矿车两侧形成相对封闭区域，有效阻挡底盘下部软弱土体因受挤压而向两侧流失，减少下部土体损失，为内外履带及底盘提供足够的土体承载；

根据集矿车对于前部土体强度数据处理分析，控制伸缩系统在保证外履带与上底盘始终沿行进方向正常行进，不再沉陷的情况下，伸缩装置向上收缩，使内履带与下底盘向上移动；

伸缩装置在整个过程中，根据集矿车沉陷情况与实时自救情况的数据反馈，不断进行伸长收缩，调整内履带高度，使其高效实现车体抬升，同时避免内履带一直在海底土中行进，增加集矿车前进阻力；

整个沉陷自救过程中，外履带受到上部软弱土层支持，沿行进方向正常向前行驶；内履带受到下部强度较高土层支持，同时提供向前动力；整个集矿车脱离沉陷区自救过程中，始终保持正常行进。

本发明的有益效果是：

1、本发明解决海底集矿车稀软土沉陷问题，依靠内外履带设计，控制伸缩系统通过下底盘带动联动轮控制内履带，同下底盘支撑车体抬离沉陷面；同时外履带与内履带为集矿车提供行驶动力，将集矿车脱离沉陷与持续行走结合成一个连续过程。

2、本发明上下底盘浮力舱设计，在脱陷同时浮力舱可容纳更多的空气，更加明显增大集矿车浮力。速凝喷射装置，喷射速凝剂使前方因破土采矿而被扰动土体迅速沉降；喷射强化剂，提高稀软土底质土体强度，在一定程度上可以有效减小集矿车行走时发生沉陷的概率，减小沉陷程度，使集矿车海底行走更加稳定。

3、外履带边缘伸缩板设计，在遇到软弱土面时，伸缩板外板随外履带行进而插入软弱土中，在集矿车底盘履带下部形成一个相对封闭的空间，防止下部土体因为集矿车压陷而侧向流失，在一定程度上减小集矿车沉陷程度，同时提供一定的前进动力。在遇到土体强度相对较高，足够集矿车安全行进时，伸缩板外板接触强土面而自动收缩进入内板中，保证集矿车安全有效行进。

附图说明

图1为集矿车防沉陷底盘履带设计整体效果图；

图2为上下底盘结构示意图；

图3为浮力舱结构示意图；

图4为内履带及下底板结构示意图；

图5为控制伸缩装置及其连接方式示意图；

图6a为外履带伸缩板伸出状态结构示意图；

图6b为外履带伸缩板缩回状态结构示意图；

图7为速凝喷射装置结构示意图；

图8为内履带内动力轮结构示意图；

其中：1、上底盘；101、开口向下的长方体空腔；102、上底板支臂；2、下底盘；201、开口向上的长方体空腔；202、下底板支臂；203、联动轮连接杆；204、内动力轮连接杆；3、外履带；4、内履带；5、外动力轮；6、伸缩板装置；601、内板；602、外板；7、速凝喷射装置；701、上储液舱；702、下储液舱；703、斜向上45°喷头；704、斜向下45°喷头；705、滚珠支座；8、伸缩装置；9、浮力舱；901、弹性气囊；10、联动轮；11、内动力轮；12、轴承；13、轮毂。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1所示，海底集矿车行走防沉陷底盘履带装置，包括通过伸缩装置8连接在一起的上、下底盘1、2，上、下底盘1、2嵌套在一起形成能够上下移动的密封空腔作为浮力舱9，浮力舱9内有弹性气囊901，弹性气囊901与空气压缩机连通，上底盘1左右两侧安装有外履带3，下底盘2下部安装有与外履带3相独立的内履带4，外履带3的外部边缘设置伸缩板装置6。

如图2、图5所示，伸缩装置8数量至少为六个，每侧数量至少为三个，对称分布。伸缩装置8为液压缸或气缸，或者其他现有的可控伸缩设备，伸缩装置8下端通过连接盘及螺丝与上底盘1刚性固定连接；伸缩装置8的上端通过连接盘及螺丝与下底盘2刚性固定连接，伸缩装置8上安装有位移传感器，位移传感器用于测量内履带及下底盘下降位移，测得数据传至控制系统；控制系统根据位移传感器的监测数据来控制和调节伸缩装置的液体压力、流量和方向，从而能够控制伸缩装置伸长与收缩，不断对内履带及下底盘高度进行反馈调节。

反馈调节机理如下：集矿车外履带出现打滑、沉陷等现象，上底盘1高度低于正常行驶高度（车头向下）时，控制伸缩装置8伸长，将下底盘2向下伸出；当集矿车脱离沉陷区域，上底盘1恢复正常行驶高度，集矿车可以正常驱动行驶时，控制伸缩装置8回收，避免内履带4过分伸长导致整体过度上抬。此调节过程是动态过程，视集矿车不同沉陷状况进行动态调节，以维持集矿车正常行驶。

如图3所示，浮力舱9是由下底盘上开口向上的长方体空腔201套嵌入上底盘开口向下的长方体空腔101内而形成的密封空腔，上、下底盘1、2的长方体空腔间通过密封方环密封连接，即下底盘的长方体空腔外侧放置密封方环，上、下底盘的长方体空腔间能够浮动自适应联接；形成的密封空腔，上、下底盘能够相对上下移动。

为减少开口向上的长方体空腔与开口向下的长方体空腔间的摩擦与磨损，上、下底盘的长方体空腔间通过密封方环连接，上下底盘的长方体空腔间浮动自适应联接。密封方环可以是活塞环，也可以是其他现有的密封装置。

空气压缩机安装于上底盘上。外履带3长度大于集矿车主体长度。内履带4前端面与外履带3前端面齐平，内履带4后端面与下底盘2后端面齐平。

如图7所示，上底盘1前部安装有两组平行的速凝喷射装置7，速凝喷射装置7包括上、下储液舱701、702及控制系统组成，上储液舱701及下储液舱702之间刚性连接而成，所述上储液舱701由上储液箱与斜向上45°喷头703构成，两者通过滚珠支座705连接，上储液箱体内存放硬化剂；所述下储液舱702由下储液箱与斜向下45°喷头704构成，两者通过滚珠支座705连接，下储液箱体内存放早强剂。

如图2-图4所示，下底盘2左右两侧的下表面上分别有L型下底板支臂202，下底板支臂202的水平部分的两端分别水平设置有内动力轮连接杆204，中间位置设置有多个与内动力轮连接杆204平行的联动轮连接杆203，联动轮连接杆203和内动力轮连接杆204上分别对应安装有联动轮10和内动力轮11，内履带4绕在联动轮10和内动力轮11上，内动力轮11由设置于下底盘2上的动力系统提供动力。

如图8所示，履带动力系统为内动力轮11提供动力，连接方式如下：内动力轮连接杆203通过螺栓与轮毂13同轴连接，同样使用螺栓将内动力轮11同轴连接在轮毂13外侧壁上，轮毂13内侧壁通过滚柱轴承12与下底板下端支臂202活性连接；实现了内动力轮11、轮毂13、内动力轮连接杆203与下底板支臂202的连接，进而动力系统带动内动力轮连接杆203旋转，内动力轮连接杆203带动动力轮11旋转提供动力。

联动轮10数量至少为六个，每侧数量至少为三个，对称分布。联动轮10作用是连接下底盘2与内履带4，当下底盘2伸缩上下移动时，带动内履带4向下移动。内动力轮11是集矿车本身行走时的轮子，驱动集矿车前进。

当遇到车辆沉陷时，伸缩装置8启动，下底盘2向下分离；在下底盘2的带动下，联动轮10、内动力轮11及内履带4一起向下运动。

如图6a、图6b所示，伸缩板装置6包括嵌套在一起的内、外板601、602，外板602为上部开口的槽状构造，内板601底部通过刚性弹簧安装于外板槽内底部，内板601受到一定强度的压强后，便会压入外板槽中，当内板601收到足够的压力时，可以完全压入外板槽中。

如图1所示，外履带3外侧边缘设置加厚层，其目的是紧密连接外板602与外履带3，外板602通过连接盘与螺栓刚性连接于加厚层上，且能够随外履带3一起转动。外板602的开口朝向外履带3的外周面，且外板602的上端面不超过外履带3与土壤接触表面，且外履带3上下平行面上的外板602相间布置，随外履带3一起转动。

朝向外履带3行进方向，首先与土壤接触的内板601侧边呈刃状结构，该结构使内板601与土壤接触面面积最小，更容易使内板601插入柔软的土层中，增加履带与土壤的摩擦力，增强履带在地面的附着性。

上底盘1前部速凝喷射装置4基于集矿车前部自带的数据采集系统对前方矿区土体强度及受扰动后的土体的强度数据的分析，系统配置所需速凝剂与强化剂的配比及用量，喷出试剂。集矿车自带的车辆水平行走监测装置，用于监测车辆行驶状态，一旦发现集矿车行进时车体高度下降，履带发生沉陷状况，控制伸缩装置启动，下底盘2向下分离，并通过联动轮10带动内履带4同时向下运动，直到内履带4接触强度相对较高的土层，通过反力作用，将外履带3与集矿车上底盘1抬离沉陷面；根据数据反馈，不断调节伸缩装置，调整下底盘及内履带下伸高度。脱离沉陷过程中，内外履带动力轮正常工作，不断提供前进动力。下底盘向下伸长时，上下底盘间封闭空腔扩大，通过空气压缩机装置，向封闭空腔内注入压缩空气，增大集矿车浮力，减小集矿车对软弱土面压力。通过各系统装置一系列配合，实现集矿车海底稀软土沉陷自救及稳定、有效行进。

利用海底集矿车行走防沉陷底盘履带装置的自救方法，包括：

1）集矿车在海底正常行走

集矿车随海上运输系统下放到海底矿区作业面区域，内外履带处于同一高度，共同为集矿车提供前进动力；

外履带伸缩板内板接触强度相对较高路面，受压收缩进外板，不影响集矿车正常有效行走；

速凝喷射装置与控制伸缩装置暂时不启动；

2）集矿车在海底软弱土面上行走

集矿车行进至海底软弱土面，集矿车出现轻微下陷；在不影响正常行进速度与轨迹的情况下，控制伸缩系统暂不启动；

速凝喷射装置接收自集矿车土体强度探测系统的数据处理结果，控制下储液仓，根据不同下垫面土体强度数据，由系统配置不同用量的早强剂与硬化剂混合液，控制喷入下部软弱土体，实现软弱土体在一定程度上快速固结硬化；

外履带伸缩板内板部分插入软弱土中，一方面增大集矿车前进动力，另一方面两侧内板形成插入软弱土中，在集矿车两侧形成相对封闭区域，有效阻挡底盘下部软弱土体因受挤压而向两侧流失，减少土体损失，减小沉陷量，保证集矿车稳定有效通过软弱土面；

3）集矿车发生沉陷

集矿车行进至受到强烈扰动的海底软弱土面，发生突然沉陷时，车辆水平行走监测装置系统监测到车体沉陷状况及沉陷高度，伸缩装置启动，下底盘向下方分离，通过联动轮带动内履带同下底盘一齐向下伸出，接触到足够强度的土层承载面，通过反作用力，将外履带、上底盘及集矿车主体的前部抬升，助力集矿车脱离沉陷区；

浮力舱空间变大，空气压缩机向弹性气囊内注入压缩空气，以此增大集矿车浮力，减小集矿车对沉陷区软弱土面的压力，便于沉陷自救；

外履带伸缩板内板全部插入沉陷区软弱土中，增大集矿车前进动力，同时在集矿车两侧形成相对封闭区域，有效阻挡底盘下部软弱土体因受挤压而向两侧流失，减少下部土体损失，为内外履带及底盘提供足够的土体承载；

根据集矿车对于前部土体强度数据处理分析，控制伸缩系统在保证外履带与上底盘始终沿行进方向正常行进，不再沉陷的情况下，伸缩装置向上收缩，使内履带与下底盘向上移动；

伸缩装置在整个过程中，根据集矿车沉陷情况与实时自救情况的数据反馈，不断进行伸长收缩，调整内履带高度，使其高效实现车体抬升，同时避免内履带一直在海底土中行进，增加集矿车前进阻力；

整个沉陷自救过程中，外履带受到上部软弱土层支持，沿行进方向正常向前行驶；内履带受到下部强度较高土层支持，同时提供向前动力；整个集矿车脱离沉陷区自救过程中，始终保持正常行进。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种海底集矿车行走防沉陷底盘履带装置，其特征是，包括通过伸缩装置连接在一起的上、下底盘，上、下底盘嵌套在一起形成能够上下移动的密封空腔作为浮力舱，浮力舱内有弹性气囊，弹性气囊与空气压缩机连通，上底盘左右两侧安装有外履带，下底盘下部安装有与外履带相独立的内履带，外履带的外部边缘设置伸缩板装置。

2.如权利要求1所述的海底集矿车行走防沉陷底盘履带装置，其特征是，所述伸缩装置为液压缸或气缸，伸缩装置下端通过连接盘及螺丝与上底盘刚性固定连接；伸缩装置的上端通过连接盘及螺丝与下底盘刚性固定连接，伸缩装置上安装有位移传感器，位移传感器用于测量内履带及下底盘下降位移，测得数据传至控制系统；控制系统根据位移传感器的监测数据来控制和调节伸缩装置的液体压力、流量和方向，从而能够控制伸缩装置伸长与收缩，不断对内履带及下底盘高度进行反馈调节；

所述伸缩装置数量至少为六个，每侧数量至少为三个，对称分布。

3.如权利要求1所述的海底集矿车行走防沉陷底盘履带装置，其特征是，所述浮力舱是由下底盘上开口向上的长方体空腔套嵌入上底盘开口向下的长方体空腔内而形成的密封空腔，所述上、下底盘的长方体空腔间通过密封方环密封连接，即下底盘的长方体空腔外侧面上设置密封方环，上、下底盘的长方体空腔间能够浮动自适应联接；形成的密封空腔，上、下底盘能够相对上下移动。

4.如权利要求1所述的海底集矿车行走防沉陷底盘履带装置，其特征是，所述空气压缩机安装于上底盘上。

5.如权利要求1所述的海底集矿车行走防沉陷底盘履带装置，其特征是，所述外履带长度大于集矿车主体长度；

所述内履带前端面与外履带前端面齐平，内履带后端面与下底盘后端面齐平。

6.如权利要求1所述的海底集矿车行走防沉陷底盘履带装置，其特征是，速凝喷射装置包括上下储液舱及控制系统组成，上储液舱及下储液舱之间刚性连接而成，所述上储液舱由上储液箱与斜向上45°的喷头构成，两者通过滚珠支座连接，上储液箱体内存放硬化剂；所述下储液舱由下储液箱与斜向下45°的喷头构成，两者通过滚珠支座连接，下储液箱体内存放早强剂。

7.如权利要求1所述的海底集矿车行走防沉陷底盘履带装置，其特征是，所述下底盘左右两侧的下表面上分别有L型支臂，L型支臂的水平部分的两端分别水平设置有内动力轮连接杆，中间位置设置有多个与内动力轮连接杆平行的联动轮连接杆，联动轮连接杆和内动力轮连接杆上分别对应安装有联动轮和内动力轮，内履带绕在联动轮和内动力轮上，内动力轮由设置于下底盘上的动力系统提供动力；

所述联动轮数量至少为六个，每侧数量至少为三个，对称分布。

8.如权利要求7所述的海底集矿车行走防沉陷底盘履带装置，其特征是，内动力轮连接杆通过螺栓与轮毂同轴连接，同样使用螺栓将动力轮同轴连接在轮毂外侧壁上，轮毂内侧壁通过滚柱轴承与下底板下端支臂活性连接；实现了内动力轮、轮毂、内动力轮连接杆与下底板支臂的连接，进而动力系统带动内动力轮连接杆旋转，内动力轮连接杆带动内动力轮旋转提供动力。

9.如权利要求1所述的海底集矿车行走防沉陷底盘履带装置，其特征是，所述伸缩板装置包括嵌套在一起的内、外板，外板为上部开口的槽状构造，内板底部通过刚性弹簧安装于外板槽内底部，内板受到一定强度的压强后，便会压入外板槽中，当内板收到足够的压力时，可以完全压入外板槽中；

所述外履带外侧边缘设置加厚层，其目的是紧密连接外板与履带，所述外板通过连接盘与螺栓刚性连接于加厚层上，且能够随外履带一起转动；

外板的开口朝向外履带的外周面，且外板的上端面不超过外履带与土壤接触表面，且外履带上下平行面上的外板相间布置，随外履带一起转动；

朝向外履带行进方向，首先与土壤接触的内板侧边呈刃状结构，该结构使内板与土壤接触面面积最小，更容易使内板插入柔软的土层中，增加履带与土壤的摩擦力，增强履带在地面的附着性。

10.一种利用海底集矿车行走防沉陷底盘履带装置的行走自救方法，其特征是，包括：

1）集矿车在海底正常行走

集矿车随海上运输系统下放到海底矿区作业面区域，内外履带处于同一高度，共同为集矿车提供前进动力；

外履带伸缩板内板接触强度相对较高路面，受压收缩进外板，不影响集矿车正常有效行走；

速凝喷射装置与控制伸缩装置暂时不启动；

2）集矿车在海底软弱土面上行走

集矿车行进至海底软弱土面，集矿车出现轻微下陷；在不影响正常行进速度与轨迹的情况下，控制伸缩系统暂不启动；

速凝喷射装置接收自集矿车自带的土体强度探测系统的数据处理结果，控制下储液仓，根据不同下垫面土体强度数据，由控制系统配置不同用量的早强剂与硬化剂混合液，控制喷入下部软弱土体，实现软弱土体在一定程度上快速固结硬化；

外履带伸缩板内板部分插入软弱土中，一方面增大集矿车前进动力，另一方面两侧内板形成插入软弱土中，在集矿车两侧形成相对封闭区域，有效阻挡底盘下部软弱土体因受挤压而向两侧流失，减少土体损失，减小沉陷量，保证集矿车稳定有效通过软弱土面；

3）集矿车发生沉陷

集矿车行进至受到强烈扰动的海底软弱土面，发生突然沉陷时，集矿车自带的车辆水平行走监测装置系统监测到车体沉陷状况及沉陷高度，伸缩装置启动，下底盘向下方分离，通过联动轮带动内履带同下底盘一齐向下伸出，接触到足够强度的土层承载面，通过反作用力，将外履带、上底盘及集矿车主体的前部抬升，助力集矿车脱离沉陷区；

浮力舱空间变大，空气压缩机向弹性气囊内注入压缩空气，以此增大集矿车浮力，减小集矿车对沉陷区软弱土面的压力，便于沉陷自救；

外履带伸缩板内板全部插入沉陷区软弱土中，增大集矿车前进动力，同时在集矿车两侧形成相对封闭区域，有效阻挡底盘下部软弱土体因受挤压而向两侧流失，减少下部土体损失，为内外履带及底盘提供足够的土体承载；

根据集矿车对于前部土体强度数据处理分析，控制伸缩系统在保证外履带与上底盘始终沿行进方向正常行进，不再沉陷的情况下，伸缩装置向上收缩，使内履带与下底盘向上移动；

伸缩装置在整个过程中，根据集矿车沉陷情况与实时自救情况的数据反馈，不断进行伸长收缩，调整内履带高度，使其高效实现车体抬升，同时避免内履带一直在海底土中行进，增加集矿车前进阻力；

整个沉陷自救过程中，外履带受到上部软弱土层支持，沿行进方向正常向前行驶；内履带受到下部强度较高土层支持，同时提供向前动力；整个集矿车脱离沉陷区自救过程中，始终保持正常行进。

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