CN112282761B - 一种深海锰结核采集机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深海锰结核采集机器人，包括海洋采矿机器人本体，所述海洋采矿机器人本体的前进方向安装有锰结核收集装置，海洋采矿机器人本体的上侧安装有盛料箱，海洋采矿机器人本体对应锰结核收集装置处安装有螺旋叶片集料件，海洋采矿机器人本体的外周侧安装有分离桶体，分离桶体包括管体和锥罩，管体的上端密封设置、下端开口设置，管体下端开口和锥罩的上边沿固定连接，锥罩的下端开设有出料口，锥罩的出料口和电磁阀的进料口连接。本深海锰结核采集机器人，对采矿产生的固体悬浮颗粒从海水分离重填回海床，减少固定悬浮颗粒的扰动带的产生，降低海底采矿对深海生态系统平衡的影响，降低对深海生态系统造成的影响。

Description

一种深海锰结核采集机器人

技术领域

本发明涉及深海采矿技术领域，具体为一种深海锰结核采集机器人。

背景技术

深海矿物采集机器人设备作业时采矿头的采集以及履带的滚动等,都会造成固体悬浮颗粒的扰动带，固体悬浮颗粒通常表现为精磨、细小的颗粒，通过聚集进而形成在水中漂流、类似云雾的团状结构，固定悬浮颗粒的扰动带沉淀会造成水的浊度增加和海底沉淀的重分布,打破深海生态系统的平衡，对深海生态系统造成巨大的影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种深海锰结核采集机器人，对采矿产生的固体悬浮颗粒从海水分离重填回海床中，减少固定悬浮颗粒的扰动带的产生，降低海底采矿对深海生态系统平衡的影响，降低对深海生态系统造成的影响，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种深海锰结核采集机器人，包括海洋采矿机器人本体，所述海洋采矿机器人本体的前进方向安装有锰结核收集装置，所述海洋采矿机器人本体的上侧安装有盛料箱，所述海洋采矿机器人本体对应锰结核收集装置处安装有螺旋叶片集料件，所述螺旋叶片集料件的出料口和输料机下端的进料口连接，所述输料机上端的出料口和所述盛料箱上端的进料口连通。

所述海洋采矿机器人本体的外周侧安装有分离桶体，所述分离桶体包括管体和锥罩，所述管体的上端密封设置、下端开口设置，所述管体下端开口和所述锥罩的上边沿固定连接，所述锥罩的下端开设有出料口，所述锥罩的出料口和电磁阀的进料口连接，所述电磁阀的出料口和伸缩管的一端连接，所述伸缩管的另一端和出料管的上端连接，所述出料管的外侧和连接杆的一端固定连接，所述连接杆的另一端和电动推杆的下端固定连接，所述电动推杆的另一端和所述盛料箱的外侧固定连接。

所述管体外周侧的上部开设有水平设置的进水孔，所述进水孔和进水管的一端连接，所述进水管的另一端和液泵的出水口连接，所述管体上端的中部开设有排水口，所述排水口和出水管的一端连接，所述锥罩的内壁固定有导电率传感器。

还包括下端开口设置的罩体，所述锰结核收集装置、所述海洋采矿机器人本体、所述液泵、所述盛料箱、所述分离桶体均位于罩体内，所述出水管远离分离桶体的一端贯穿并延伸至罩体的外侧。

所述螺旋叶片集料件的输入端、所述输料机的输入端、所述电磁阀的输入端、所述电动推杆的输入端、所述液泵的输入端均与所述海洋采矿机器人本体的输出端电连接，所述海洋采矿机器人本体的输入端和所述导电率传感器的输出端电连接。

作为本发明的一种优选技术方案，还包括充气组件，所述充气组件包括气瓶、电磁阀门、电磁气体流量传感器、气囊，所述气囊上开设有连通其内外的充气孔，所述气瓶的出气口和所述电磁阀门的进气口连接，所述电磁阀门的出气口和所述电磁气体流量传感器的进气口连接，所述电磁气体流量传感器的出气口和所述气囊的充气孔连接，所述气囊固定在罩体内腔的上侧，所述电磁阀门输入端和所述海洋采矿机器人本体的输出端电连接，所述电磁气体流量传感器的输出端和所述海洋采矿机器人本体的输入端电连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述盛料箱内腔的底侧固定有压力传感器，所述压力传感器的上侧设有压板，所述压力传感器的输出端和所述海洋采矿机器人本体的输入端电连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述盛料箱的外侧固定有角度传感器，所述角度传感器的输出端和所述海洋采矿机器人本体的输入端电连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述锰结核收集装置包括旋转杆和驱动电机，所述旋转杆两端通过轴承座和所述盛料箱的外侧连接，所述旋转杆的一端和所述驱动电机的输出轴连接，所述驱动电机安装在所述轴承座上。

所述旋转杆沿其长度方向均匀安装有若干个旋转叶片，所述螺旋叶片集料件沿其长度方向安装有若干个倾斜板，所述倾斜板和所述旋转叶片交错设置，所述驱动电机的输入端和所述海洋采矿机器人本体的输出端电连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述倾斜板包括第一斜板、弹性片、转轴、第二斜板，所述第一斜板的一端和所述第二斜板的一端通过所述转轴转动连接，所述第二斜板的另一端固定在所述螺旋叶片集料件上，所述第一斜板的侧面和所述第二斜板的侧面分别与所述弹性片的两端固定连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述出水管和所述分离桶体的管体之间设有分流阀，分流阀包括输入端口、第一输出端口和第二输出端口，所述分流阀的输入端口和所述管体的排水口连接，所述分流阀的第一输出端口和所述出水管位于所述罩体内的一端固定连接，所述分流阀的第二输出端口和连接管的一端连接，所述连接管的另一端和喷水管的一端连接，所述喷水管的另一端密封设置，所述喷水管固定在螺旋叶片集料件上，所述喷水管外周侧朝向锰结核收集装置的位置开设有喷水狭孔。

作为本发明的一种优选技术方案，所述罩体为透明玻璃钢材质或者透明塑料材质。

作为本发明的一种优选技术方案，所述罩体开口的边沿固定有柔性带，所述柔性带为环形。

作为本发明的一种优选技术方案，所述柔性带为飘带或者遮挡布。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明示例的深海锰结核采集机器人，对采矿产生的固体悬浮颗粒从海水分离重填回海床中，减少固定悬浮颗粒的扰动带的产生，降低海底采矿对深海生态系统平衡的影响，降低对深海生态系统造成的影响。

2、本发明示例的深海锰结核采集机器人，液泵将罩体内含有固体悬浮颗粒的海水抽取然后加压输入到分离桶体中，分离桶体内含有固体悬浮颗粒的海水螺旋向下移动，海水中的固体悬浮颗粒在离心力的作用下向分离桶体的内壁移动，海水移动到分离桶体内腔下部后沿分离桶体竖直中间轴向上流动，且沿分离桶体竖直中间轴流动的海水通过出水管排出罩体，海水中的固体悬浮颗粒在离心力和重力的作用下在分离桶体内腔的下部聚集，分离桶体内腔下部聚集的固体悬浮颗粒在水压的作用下通过电磁阀、伸缩管、出料管进入到海床中，避免固体悬浮颗粒在海水中飘浮形成扰动带，降低海底采矿对深海生态系统平衡的影响，降低对深海生态系统造成的影响。

3、本发明示例的深海锰结核采集机器人，通过调节气囊的注气量从而调节气囊给罩体的浮力，降低海洋采矿机器人本体陷入到海床的深度，降低海洋采矿机器人本体移动对海床的扰动，降低海洋采矿机器人本体移动造成的固体悬浮颗粒，且避免因承重采集的锰结核造成海洋采矿机器人本体底部陷入到海床中。

4、本发明示例的深海锰结核采集机器人，海洋采矿机器人本体通过压力传感器检测压板上锰结核的重量，海洋采矿机器人本体控制气囊的充气量，气囊的充气量和压板上锰结核的重量成正比，使海洋采矿机器人本体对海床的压力保持在设定的范围，避免海洋采矿机器人本体陷入海床、避免海洋采矿机器人本体与海床的作用力不足移动不便。

5、本发明示例的深海锰结核采集机器人，海洋采矿机器人本体通过角度传感器检测到本深海锰结核采集机器人倾倒，海洋采矿机器人本体控制电磁阀门由闭合状态变为打开状态，气瓶内的压缩空气进入到气囊中，气囊膨胀为罩体提供浮力，使本深海锰结核采集机器人由倾斜状态回正。

6、本发明示例的深海锰结核采集机器人，石块对第一斜板的力矩大于弹性片对第一斜板的力矩，第一斜板绕转轴向后旋转，第一斜板和第二斜板的夹角变化，弹性片的弹性势能增大，第一斜板转动经过石块后，第一斜板在弹性片的作用下复位，实现倾斜板经过沉积物掩埋石块区域，提高本深海锰结核采集机器人的可靠性。

7、本发明示例的深海锰结核采集机器人，分离桶体分离出的海水经分流阀分流，一部分海水流出到罩体外，另一部分海水沿连接管流入到喷水管，喷水管中的海水通过喷水狭孔喷向倾斜板上的锰结核，对锰结核上粘附的沉积物进行冲洗。

8、本发明示例的深海锰结核采集机器人，柔性带对罩体下端开口和海床之间的空间进行遮挡，一方面降低罩体内含有固体悬浮颗粒海水的扩散；另一方面柔性带可以推开海底动物，降低海洋采矿机器人本体行驶对海底动物的威胁。

9、本发明示例的深海锰结核采集机器人，罩体一方面对本深海锰结核采集机器人工作产生的固体悬浮颗粒进行聚拢，避免固体悬浮颗粒扩散；另一方面，罩体和气囊配合，气囊的浮力抵消采集矿石的部分重力，避免海洋采矿机器人本体陷入到海底沉积物中；再一方面，罩体为球壳，所述罩体的球心高于本深海锰结核采集机器人的重心，受到外力倾倒时，本深海锰结核采集机器人的重心上移，罩体的外侧和海床接触，作用在本深海锰结核采集机器人的外力消失后，球壳的，罩体使本深海锰结核采集机器人在重力的作用下自动回正，提高本深海锰结核采集机器人抵抗倾倒的能力。

附图说明

图1为本发明的主视结构示意图；

图2为本发明的正视结构示意图；

图3为本发明的一局部剖视结构示意图；

图4为图3的A处结构放大示意图；

图5为本发明的另一局部剖视结构示意图；

图6为本发明的局部结构俯视示意图；

图7为本发明的倾斜板结构示意图；

图8为本发明的喷水管结构示意图；

图9为本发明的电连接关系结构示意图。

图中：1罩体、2柔性带、3倾斜板、31第一斜板、32弹性片、33转轴、34第二斜板、4海洋采矿机器人本体、5出料管、6气瓶、7电磁阀门、8电磁气体流量传感器、9气囊、10液泵、11驱动电机、12喷水管、13压力传感器、14压板、15盛料箱、16电动推杆、17伸缩管、18连接杆、19电磁阀、20分离桶体、21连接管、22出水管、23分流阀、24进水管、25旋转叶片、26旋转杆、27螺旋叶片集料件、28输料机、29导电率传感器、30角度传感器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明作进一步说明。

实施例一：请参阅图1-9，本实施例公开一种深海锰结核采集机器人，包括海洋采矿机器人本体4，海洋采矿机器人本体4的前进方向安装有锰结核收集装置，海洋采矿机器人本体4的上侧安装有盛料箱15，海洋采矿机器人本体4对应锰结核收集装置处安装有螺旋叶片集料件27，螺旋叶片集料件27的出料口和输料机28下端的进料口连接，输料机28上端的出料口和盛料箱15上端的进料口连通。

具体的如图4所示，海洋采矿机器人本体4的外周侧安装有分离桶体20，分离桶体20包括管体和锥罩，管体的上端密封设置、下端开口设置，管体下端开口和锥罩的上边沿固定连接，锥罩的下端开设有出料口，锥罩的出料口和电磁阀19的进料口连接，电磁阀19的出料口和伸缩管17的一端连接，伸缩管17的另一端和出料管5的上端连接，出料管5的外侧和连接杆18的一端固定连接，连接杆18的另一端和电动推杆16的下端固定连接，电动推杆16的另一端和盛料箱15的外侧固定连接。

管体外周侧的上部开设有水平设置的进水孔，进水孔的进水方向与管体的内壁相切，进水孔和进水管24的一端连接，进水管24的另一端和液泵10的出水口连接，管体上端的中部开设有排水口，排水口和出水管22的一端连接，锥罩的内壁固定有导电率传感器29。

还包括下端开口设置的罩体1，锰结核收集装置、海洋采矿机器人本体4、液泵10、盛料箱15、分离桶体20均位于罩体1内，出水管22远离分离桶体20的一端贯穿并延伸至罩体1的外侧；海洋采矿机器人本体4的下部伸出罩体1的开口。

螺旋叶片集料件27的输入端、输料机28的输入端、电磁阀19的输入端、电动推杆16的输入端、液泵10的输入端均与海洋采矿机器人本体4的输出端电连接，海洋采矿机器人本体4的输入端和导电率传感器29的输出端电连接。

进一步地，罩体1包括但不限为透明玻璃钢材质或者透明塑料材质；便于海洋采矿机器人本体4中的影像设备观察罩体1外的情况。

本实施例所用海洋采矿机器人本体4为现有技术中海洋采矿履带机器人、海洋采矿轮驱机器人等，海洋采矿机器人本体4为现有海洋采矿常用的机器人，现有技术的海洋采矿机器人上包括控制器、摄像头、动力驱动装置、行进装置、电源。

本发明中所使用的螺旋叶片集料件27、输料机28、电磁阀19、电动推杆16、液泵10等均为现有技术中的海洋常用电气组件，其工作方式及电路结构均为公知技术，在此不作赘述。

螺旋叶片集料件27包括弧形板、驱动杆、螺旋叶片和海洋电机，海洋电机固定在弧形板的一端，海洋电机的输出轴和驱动杆的一端通过联轴器连接，驱动杆上安装有螺旋叶片，螺旋叶片和弧形板的内侧接触，海洋电机的输入端和海洋采矿机器人本体4的输出端电连接。

输料机28包括但不限为螺旋输料机或者输送带输料机。

锰结核又称多金属结核、锰矿球、锰矿团、锰瘤等，它是一种铁、锰氧化物的集合体，颜色常为黑色和褐黑色；锰结核多位于海床的海底沉积物上或者半埋在海床的海底沉积物中。

本实施例的工作过程和原理是：

现有技术中：锰结核收集过程和海洋采矿机器人本体4沿海床行驶过程中均会将海床上的沉积物扰起，使海水中含有固体悬浮颗粒，含有固体悬浮颗粒的海水在洋流的作用下扩散形成固体悬浮颗粒的扰动带。

本深海锰结核采集机器人放置于海床上，海洋采矿机器人本体4沿海床前行，锰结核收集装置收集锰结核到螺旋叶片集料件27中，螺旋叶片集料件27将锰结核输送到输料机28下端，输料机28带动锰结核输送动到盛料箱15中，实现锰结核收集。

海洋采矿机器人本体4控制液泵10通电工作，液泵10将罩体1内含有固体悬浮颗粒的海水抽取然后加压输入到分离桶体20中，罩体1外的海水经罩体1的下边沿进入到罩体1内补充液泵10抽出的海水，分离桶体20内含有固体悬浮颗粒的海水螺旋向下移动，海水中的固体悬浮颗粒在离心力的作用下向分离桶体20的内壁移动，海水移动到分离桶体20内腔下部后沿分离桶体20竖直中间轴向上流动，且沿分离桶体20竖直中间轴流动的海水通过出水管22排出罩体1；

海水中的固体悬浮颗粒在离心力和重力的作用下在分离桶体20内腔的下部聚集，海洋采矿机器人本体4控制电磁阀19周期打开，分离桶体20内腔下部聚集的固体悬浮颗粒在水压的作用下通过电磁阀19、伸缩管17、出料管5进入到海床中。

海洋采矿机器人本体4控制电动推杆16伸长或者回缩，电动推杆16带动出料管5向下移动插入到海床中或者向上移动离开海床；电动推杆16带动出料管5向上移动离开海床；电动推杆16带动出料管5向下移动插入到海床中便于本深海锰结核采集机器人采矿时将分离处的固体悬浮颗粒注入到海床中，避免固体悬浮颗粒在海水中飘浮形成扰动带，降低海底采矿对深海生态系统平衡的影响，降低对深海生态系统造成的影响。

实施例二：如图3和图5所示，本实施例公开了一种深海锰结核采集机器人，其结构与实施例一的结构大致相同，不同之处在于，本实施例还包括充气组件，充气组件包括气瓶6、电磁阀门7、电磁气体流量传感器8、气囊9，气囊9上开设有连通其内外的充气孔，气瓶6的出气口和电磁阀门7的进气口连接，电磁阀门7的出气口和电磁气体流量传感器8的进气口连接，电磁气体流量传感器8的出气口和气囊9的充气孔连接，气囊9固定在罩体1内腔的上侧，电磁阀门7输入端和海洋采矿机器人本体4的输出端电连接，电磁气体流量传感器8的输出端和海洋采矿机器人本体4的输入端电连接。

本发明中所使用的电磁阀门7和电磁气体流量传感器8等均为现有技术中的海洋常用电气组件，其工作方式及电路结构均为公知技术，在此不作赘述。

本实施例的工作过程和原理是：

本深海锰结核采集机器人工作过程中，海洋采矿机器人本体4随时间控制电磁阀门7由闭合状态变为打开状态，海洋采矿机器人本体4通过电磁气体流量传感器8检测气瓶6向气囊9内的注气量，通过调节气囊9的注气量从而调节气囊9给罩体1的浮力，降低海洋采矿机器人本体4陷入到海床的深度，降低海洋采矿机器人本体4移动对海床的扰动，降低海洋采矿机器人本体4移动造成的固体悬浮颗粒，且避免因承重采集的锰结核造成海洋采矿机器人本体4底部陷入到海床中。

实施例三：如图3和图4所示，本实施例公开了一种深海锰结核采集机器人，其结构与实施例二的结构大致相同，不同之处在于，本实施例盛料箱15内腔的底侧固定有压力传感器13，压力传感器13的上侧设有压板14，压力传感器13的输出端和海洋采矿机器人本体4的输入端电连接。

本发明中所使用的压力传感器13为现有技术中的常用电气元件，其工作方式及电路结构均为公知技术，在此不作赘述。

本实施例的工作过程和原理是：

海洋采矿机器人本体4通过压力传感器13检测压板14上锰结核的重量，海洋采矿机器人本体4控制气囊9的充气量，气囊9的充气量和压板14上锰结核的重量成正比，使海洋采矿机器人本体4对海床的压力保持在设定的范围，避免海洋采矿机器人本体4陷入海床、避免海洋采矿机器人本体4与海床的作用力不足移动不便。

实施例四：如图3所示，本实施例公开了一种深海锰结核采集机器人，在实施例二或实施例三的基础上，本实施例盛料箱15的外侧固定有角度传感器30，角度传感器30的输出端和海洋采矿机器人本体4的输入端电连接。

本发明中所使用的角度传感器30为现有技术中的常用电气元件，其工作方式及电路结构均为公知技术，在此不作赘述。

本实施例的工作过程和原理是：

当本深海锰结核采集机器人因在海底陡坡上倾覆、或者因海洋动物攻击碰撞倾倒，海洋采矿机器人本体4通过角度传感器30检测到本深海锰结核采集机器人倾倒，海洋采矿机器人本体4控制电磁阀门7由闭合状态变为打开状态，气瓶6内的压缩空气进入到气囊9中，气囊9膨胀为罩体1提供浮力，使本深海锰结核采集机器人由倾斜状态回正。

实施例五：如图3、图5和图6所示，本实施例公开了一种深海锰结核采集机器人，在实施例一、实施例二、实施例三或实施例的基础上，本实施例锰结核收集装置包括旋转杆26和驱动电机11，旋转杆26两端通过轴承座和盛料箱15的外侧连接，旋转杆26的一端和驱动电机11的输出轴连接，驱动电机11安装在轴承座上。

旋转杆26沿其长度方向均匀安装有若干个旋转叶片25，螺旋叶片集料件27沿其长度方向安装有若干个倾斜板3，倾斜板3和旋转叶片25交错设置，驱动电机11的输入端和海洋采矿机器人本体4的输出端电连接。

本发明中所使用的驱动电机11为现有技术中的海洋常用电气元件，其工作方式及电路结构均为公知技术，在此不作赘述。

本实施例的工作过程和原理是：

倾斜板3的下端插入到海床的沉积物中，倾斜板3随海洋采矿机器人本体4移动，倾斜板3推动锰结核向前移动。

海洋采矿机器人本体4控制驱动电机11工作，驱动电机11通过旋转杆26带动旋转叶片25逆时针旋转，旋转叶片25使锰结核沿倾斜板3向上移动进入到螺旋叶片集料件27，旋转叶片25和倾斜板3配合实现锰结核的收集，相较于铲走海床表层筛选和负压吸取锰结核对海床的扰动小，降低海床分层在高度方向的扰动。

实施例六：如图3、图5和图7所示，本实施例公开了一种深海锰结核采集机器人，其结构与实施例五的结构大致相同，不同之处在于，本实施例倾斜板3包括第一斜板31、弹性片32、转轴33、第二斜板34，第一斜板31的一端和第二斜板34的一端通过转轴33转动连接，第二斜板34的另一端固定在螺旋叶片集料件27上，第一斜板31的侧面和第二斜板34的侧面分别与弹性片32的两端固定连接。

本实施例的工作过程和原理是：

现有技术中海床的部分沉积物中掩埋有大的石块，倾斜板3的下端接触石块，石块阻止本深海锰结核采集机器人移动。

当倾斜板3碰触到沉积物中掩埋的石块，石块对第一斜板31的力矩大于弹性片32对第一斜板31的力矩，第一斜板31绕转轴33向后旋转，第一斜板31和第二斜板34的夹角变化，弹性片32的弹性势能增大，第一斜板31转动经过石块后，第一斜板31在弹性片32的作用下复位，实现倾斜板3经过沉积物掩埋石块区域，提高本深海锰结核采集机器人的可靠性。

实施例七：如图3、图4、图5和图8所示，本实施例公开了一种深海锰结核采集机器人，在实施例一、实施例二、实施例三、实施例四、实施例五或实施例六的基础上，本实施例出水管22和分离桶体20的管体之间设有分流阀23，分流阀23包括输入端口、第一输出端口和第二输出端口，分流阀23的输入端口和管体的排水口连接，分流阀23的第一输出端口和出水管22位于罩体1内的一端固定连接，分流阀23的第二输出端口和连接管21的一端连接，连接管21的另一端和喷水管12的一端连接，喷水管12的另一端密封设置，喷水管12固定在螺旋叶片集料件27上，喷水管12外周侧朝向锰结核收集装置的位置开设有喷水狭孔。

分流阀23是使液压系统中由同一个液源向两个以上执行元件供应相同的流量(等量分流)，或按一定比例向两个执行元件供应流量(比例分流)，以实现两个执行元件的液流保持同步或定比关系；分流阀23为现有技术常用的阀门，常见于液压控制设备中。

本实施例的工作过程和原理是：

分离桶体20分离出的海水经分流阀23分流，一部分海水流出到罩体1外，另一部分海水沿连接管21流入到喷水管12，喷水管12中的海水通过喷水狭孔喷向倾斜板3上的锰结核，对锰结核上粘附的沉积物进行冲洗。

实施例八：如图1-7所示，本实施例公开了一种深海锰结核采集机器人，在实施例一、实施例二、实施例三、实施例四、实施例五、实施例六或实施例七的基础上，，本实施例罩体1开口的边沿固定有柔性带2，柔性带2为环形。

柔性带2包括但不限为飘带或者遮挡布。

柔性带2对罩体1下端开口和海床之间的空间进行遮挡，降低罩体1内含有固体悬浮颗粒海水的扩散。

实施例九：如图1和图2所示，本实施例公开了一种深海锰结核采集机器人，在实施例一、实施例二、实施例三、实施例四、实施例五、实施例六、实施例七或实施例八的基础上，本实施例的罩体1为球壳，罩体1的球心高于本深海锰结核采集机器人的重心。

本实施例的工作过程和原理是：

本深海锰结核采集机器人因在海底陡坡上行驶倾覆、或者因海洋动物攻击而碰撞倾倒，本深海锰结核采集机器人的重心上移，罩体1的外侧和海床接触，作用在本深海锰结核采集机器人的外力消失后，本深海锰结核采集机器人在重力的作用下自动回正，提高本深海锰结核采集机器人抵抗倾倒的能力。

本发明中未公开部分均为现有技术，其具体结构、材料及工作原理不再详述；上述各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，对于本领域的普通技术人员而言，其他的任何未背离本发明原理下所作的变化、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种深海锰结核采集机器人，包括海洋采矿机器人本体（4），其特征在于：所述海洋采矿机器人本体（4）的前进方向安装有锰结核收集装置，所述海洋采矿机器人本体（4）的上侧安装有盛料箱（15），所述海洋采矿机器人本体（4）对应锰结核收集装置处安装有螺旋叶片集料件（27），所述螺旋叶片集料件（27）的出料口和输料机（28）下端的进料口连接，所述输料机（28）上端的出料口和所述盛料箱（15）上端的进料口连通；

所述海洋采矿机器人本体（4）的外周侧安装有分离桶体（20），所述分离桶体（20）包括管体和锥罩，所述管体的上端密封设置、下端开口设置，所述管体下端开口和所述锥罩的上边沿固定连接，所述锥罩的下端开设有出料口，所述锥罩的出料口和电磁阀（19）的进料口连接，所述电磁阀（19）的出料口和伸缩管（17）的一端连接，所述伸缩管（17）的另一端和出料管（5）的上端连接，所述出料管（5）的外侧和连接杆（18）的一端固定连接，所述连接杆（18）的另一端和电动推杆（16）的下端固定连接，所述电动推杆（16）的另一端和所述盛料箱（15）的外侧固定连接；

所述管体外周侧的上部开设有水平设置的进水孔，所述进水孔和进水管（24）的一端连接，所述进水管（24）的另一端和液泵（10）的出水口连接，所述管体上端的中部开设有排水口，所述排水口和出水管（22）的一端连接，所述锥罩的内壁固定有导电率传感器（29）；

还包括下端开口设置的罩体（1），所述锰结核收集装置、所述海洋采矿机器人本体（4）、所述液泵（10）、所述盛料箱（15）、所述分离桶体（20）均位于罩体（1）内，所述出水管（22）远离分离桶体（20）的一端贯穿并延伸至罩体（1）的外侧；

所述螺旋叶片集料件（27）的输入端、所述输料机（28）的输入端、所述电磁阀（19）的输入端、所述电动推杆（16）的输入端、所述液泵（10）的输入端均与所述海洋采矿机器人本体（4）的输出端电连接，所述海洋采矿机器人本体（4）的输入端和所述导电率传感器（29）的输出端电连接。

2.根据权利要求1所述的深海锰结核采集机器人，其特征在于：还包括充气组件，所述充气组件包括气瓶（6）、电磁阀门（7）、电磁气体流量传感器（8）、气囊（9），所述气囊（9）上开设有连通其内外的充气孔，所述气瓶（6）的出气口和所述电磁阀门（7）的进气口连接，所述电磁阀门（7）的出气口和所述电磁气体流量传感器（8）的进气口连接，所述电磁气体流量传感器（8）的出气口和所述气囊（9）的充气孔连接，所述气囊（9）固定在罩体（1）内腔的上侧，所述电磁阀门（7）输入端和所述海洋采矿机器人本体（4）的输出端电连接，所述电磁气体流量传感器（8）的输出端和所述海洋采矿机器人本体（4）的输入端电连接。

3.根据权利要求2所述的深海锰结核采集机器人，其特征在于：所述盛料箱（15）内腔的底侧固定有压力传感器（13），所述压力传感器（13）的上侧设有压板（14），所述压力传感器（13）的输出端和所述海洋采矿机器人本体（4）的输入端电连接。

4.根据权利要求2所述的深海锰结核采集机器人，其特征在于：所述盛料箱（15）的外侧固定有角度传感器（30），所述角度传感器（30）的输出端和所述海洋采矿机器人本体（4）的输入端电连接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的深海锰结核采集机器人，其特征在于：所述锰结核收集装置包括旋转杆（26）和驱动电机（11），所述旋转杆（26）两端通过轴承座和所述盛料箱（15）的外侧连接，所述旋转杆（26）的一端和所述驱动电机（11）的输出轴连接，所述驱动电机（11）安装在所述轴承座上；

所述旋转杆（26）沿其长度方向均匀安装有若干个所述旋转叶片（25），所述螺旋叶片集料件（27）沿其长度方向安装有若干个倾斜板（3），所述倾斜板（3）和所述旋转叶片（25）交错设置，所述驱动电机（11）的输入端和所述海洋采矿机器人本体（4）的输出端电连接。

6.根据权利要求5所述的深海锰结核采集机器人，其特征在于：所述倾斜板（3）包括第一斜板（31）、弹性片（32）、转轴（33）、第二斜板（34），所述第一斜板（31）的一端和所述第二斜板（34）的一端通过所述转轴（33）转动连接，所述第二斜板（34）的另一端固定在所述螺旋叶片集料件（27）上，所述第一斜板（31）的侧面和所述第二斜板（34）的侧面分别与所述弹性片（32）的两端固定连接。

7.根据权利要求1所述的深海锰结核采集机器人，其特征在于：所述出水管（22）和所述分离桶体（20）的管体之间设有分流阀（23），分流阀（23）包括输入端口、第一输出端口和第二输出端口，所述分流阀（23）的输入端口和所述管体的排水口连接，所述分流阀（23）的第一输出端口和所述出水管（22）位于所述罩体（1）内的一端固定连接，所述分流阀（23）的第二输出端口和连接管（21）的一端连接，所述连接管（21）的另一端和喷水管（12）的一端连接，所述喷水管（12）的另一端密封设置，所述喷水管（12）固定在螺旋叶片集料件（27）上，所述喷水管（12）外周侧朝向锰结核收集装置的位置开设有喷水狭孔。

8.根据权利要求1所述的深海锰结核采集机器人，其特征在于：所述罩体（1）为透明玻璃钢材质和/或透明塑料材质。

9.根据权利要求1-4任一项所述的深海锰结核采集机器人，其特征在于：所述罩体（1）开口的边沿固定有柔性带（2），所述柔性带（2）为环形。

10.根据权利要求9所述的深海锰结核采集机器人，其特征在于：所述柔性带（2）为飘带或者遮挡布等，所述罩体（1）为球壳，所述罩体（1）的球心高于深海锰结核采集机器人的重心。

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