CN113669065A - 一种采矿装置及采矿方法 - Google Patents

Abstract

本说明书一个或多个实施例提供的一种采矿装置及采矿方法，包括：主体，设置有一矿石存储空间；机械腿，设置有两组且分别位于主体相对的两侧，被配置为实现采矿装置的行走；采集臂，设置于主体，被配置为通过抓取或负压的方式采集矿石；主管道，连接采集臂和矿石存储空间，被配置为将采集臂采集的矿石输送至矿石存储空间。本说明书一个或多个实施例利用机械腿代替履带式的移动方式，可以解决履带式移动在海底压过后造成海底结核矿区环境破坏严重，扬起的泥沙重新覆盖海底微生物群落，导致海底生态链紊乱，最终影响海洋环境和气候。利用采集臂代替推土铲可以仅针对矿石进行采集，而非将矿石和泥沙一起采集之后再做分拣，提高了工作效率。

Description

一种采矿装置及采矿方法

技术领域

本说明书一个或多个实施例涉及机械结构技术领域，尤其涉及一种采矿装置及采矿方法。

背景技术

随着世界经济的不断发展，对矿产资源的需求也越来越大，大量的资源开发造成地球陆地矿产资源日益枯竭。在陆地矿产资源枯竭之前，尽早开辟新的资源供给渠道已是当今各国共同的抉择。经勘探查明，大洋是丰富的矿产资源基地，为了满足人类生存和发展对矿产资源的需要，世界各国将目光投向了海洋。

深海矿产资源主要包括多金属结核、多金属硫化物和富钴结壳。其中多金属结核分布最为广泛，也最容易实现开采。多金属结核富含锰、铁、镍、钴、铜等几十种金属，并且储存量巨大，但多金属结核一般赋存在三千至六千米的水中。

现有技术中的采矿系统所用的深海采矿车无一例外地采用了履带式采矿车作为深海采矿移动设备，但履带行走会对海底微生物系统产生非常严重的破坏；同时，目前的结核矿的采集方式是采用推土铲的形式将海底浅层底质和结核矿全部吸走，破坏海底浅层生态环境的同时，也降低了后期分拣的效率。

发明内容

有鉴于此，本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种采矿装置及采矿方法。

基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了一种采矿装置，包括：

主体，设置有一矿石存储空间；

机械腿，设置有两组且分别位于所述主体相对的两侧，被配置为实现所述采矿装置的行走；

采集臂，设置于所述主体，被配置为通过抓取或负压的方式采集矿石；

主管道，连接所述采集臂和所述矿石存储空间，被配置为将所述采集臂采集的矿石输送至所述矿石存储空间。

在一些实施方式中，所述机械腿包括：

固定单元，被配置为与所述主体固定连接；

第一臂，被配置为与海底面直接接触；

第二臂，与所述第一臂铰接并与所述固定单元万向连接。

在一些实施方式中，所述万向连接的方式包括：通过万向轴或万向球连接。

在一些实施方式中，所述采集臂包括：

采集臂主体，为柔性管状结构；

吸取口，设置于所述采集臂主体的一端，被配置为通过负压的方式采集矿石；

辅助爪，设置有至少三个，至少三个所述辅助爪设置于所述吸取口，且沿所述吸取口周向均匀分布。

在一些实施方式中，所述采集臂还包括：固定盘、导向杆及主动杆；

所述固定盘，固定连接于所述采集臂主体远离所述吸取口的一端；

所述主动杆，设置有至少三个，沿所述固定盘周向均匀分布，一端与所述固定盘铰接，另一端与所述导向杆铰接，被配置为通过自身的运动推动所述导向杆并通过所述导向杆控制所述采集臂主体的姿态，以调整所述吸取口的朝向；

所述导向杆，与所述主动杆一一对应，铰接于所述采集臂主体靠近所述吸取口的一端。

在一些实施方式中，采矿装置还包括：

泵送单元，设置于所述采集臂与所述主管道的连接处，被配置为向所述主管道内泵送水体使所述采集臂内产生负压并使所述主管道内产生单向水流，以使主管道通过单向水流运输矿石。

在一些实施方式中，所述主体内设置有至少一个电池；

所述电池的外壳为圆柱形耐压结构，所述电池设置于所述主体内靠近海底面的一侧。

在一些实施方式中，所述矿石存储空间包括：

集矿仓，与所述主管道连通，被配置为接收并存储矿石；

释放单元，以可拆卸的方式连接所述集矿仓，被配置为利用弹起、推动或改变浮力的方式释放所述集矿仓。

在一些实施方式中，所述机械腿内设置有监控单元，所述主体内设置有中控单元；

所述中控单元，与所述监控单元通讯连接，被配置为生成对应每个所述机械腿的运动指令，并将所述运动指令发送给对应的所述监控单元；

所述监控单元，被配置为根据所述运动指令监测控制对应的所述机械腿的运动。

基于同一发明构思，本说明书一个或多个实施例还提供了一种采矿方法，包括：

通过机械腿将主体及采集臂移动至矿石存储位置；

通过所述采集臂进行矿石采集；

所述采集臂通过主管道将矿石输送到所述主体内的矿石存储空间，使所述矿石存储空间存储矿石。

从上面所述可以看出，本说明书一个或多个实施例提供的一种采矿装置及采矿方法，包括：主体，设置有一矿石存储空间；机械腿，设置有两组且分别位于主体相对的两侧，被配置为实现采矿装置的行走；采集臂，设置于主体，被配置为通过抓取或负压的方式采集矿石；主管道，连接采集臂和矿石存储空间，被配置为将采集臂采集的矿石输送至矿石存储空间。本说明书一个或多个实施例利用机械腿代替履带式的移动方式，可以解决履带式移动在海底压过后造成海底结核矿区环境破坏严重，扬起的泥沙重新覆盖海底微生物群落，导致海底生态链紊乱，最终影响海洋环境和气候。利用采集臂代替推土铲可以仅针对矿石进行采集，而非将矿石和泥沙一起采集之后再做分拣，提高了工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书一个或多个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本说明书一个或多个实施例提出的一种采矿装置的结构示意图；

图2为本说明书一个或多个实施例提出的采矿装置的机械腿结构示意图；

图3为本说明书一个或多个实施例提出的采矿装置的采集臂结构示意图；

图4为本说明书一个或多个实施例提出的采矿装置控制单元原理框图；

图5为本说明书一个或多个实施例提出的一种采矿方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本说明书的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本说明书进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本说明书实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件、物件或者方法步骤涵盖出现在该词后面列举的元件、物件或者方法步骤及其等同，而不排除其他元件、物件或者方法步骤。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

如背景技术部分所述，履带行走对海底微生物的破坏，海底锰结核的形成需要几十万年的时间，海底环境已经形成了一个微生态圈。履带式采矿车在海底行进过程中，将海底表层结核矿和泥沙全部以水力式或者机械式绞吸进入采矿车采集系统，彻底破坏了海底微生物生态环境，而国际海底管理局和联合国海洋公约规定对海底环境有实质性危害时不得进行探矿和采矿。同时，目前的结核矿的采集方式是采用推土铲的形式将海底浅层底质和结核矿全部吸走再经过初步过滤筛选后通过提升泵连同深海海水一同提升到水面支持船。船上将矿石矿渣经过预处理后再将矿渣和海水回流到海底，会导致深海海水的再一次扰动。

针对上述问题，本说明书一个或多个实施例提供了一种采矿装置，利用机械腿代替履带式的移动方式，可以解决履带式移动在海底压过后造成海底结核矿区环境破坏严重，扬起的泥沙重新覆盖海底微生物群落，导致海底生态链紊乱，最终影响海洋环境和气候。利用采集臂代替推土铲可以仅针对矿石进行采集，而非将矿石和泥沙一起采集之后再做分拣，提高了工作效率。

如图1所示，为本说明书一个或多个实施例提供的一种采矿装置，包括：主体100，设置有一矿石存储空间110；机械腿200，设置有两组且分别位于所述主体100相对的两侧，被配置为实现所述采矿装置的行走；采集臂300，设置于所述主体100，被配置为通过抓取或负压的方式采集矿石；主管道400，连接所述采集臂300和所述矿石存储空间110，被配置为将所述采集臂300采集的矿石输送至所述矿石存储空间110。

其中，主体100可以为车型结构，也可以为箱体结构，还可以为简单的框架结构等等。所述主体100通过机械腿200进行移动，在主体100相对的两侧上设置的多条机械腿200中，只要保证每侧至少有两条机械腿能够正常运转，就能保证整个装置的正常运转，从而设置多条机械腿可以满足机械腿故障情况下的容错率。之后，机械腿的控制方式可以是统一的，例如：由控制系统统一控制先进行全部左侧机械腿的迈进，再进行全部右侧机械腿的迈进；还可以是分散的，例如通过每个腿上的控制器单独控制每条机械腿的运动，每条机械腿的运动与其他机械腿的运动没有直接关系，但可以通过统一的中控部件协调所有腿的运动。同时，机械腿与地面结构(例如海底的沙地或岩石等)接触的方式可以是通过刚性结构直接插入地面结构之中，或是通过趾型或蹼型结构贴合于地面结构之上，在趾型或蹼型结构中与地面贴合的部位可以是通过刚性结构进行直接接触也可以是通过柔性结构进行缓冲性接触。

之后，矿石存储空间110用于存储采集到的矿石，其存储的方式可以为整个存储空间即为存储位置，矿石直接倾泻于其中；或是矿石存储空间110中设置有一个或多个存储仓，利用存储仓对矿石进行存储，同时存储仓可以是固定连接在矿石存储空间中的，也可以是可拆卸的设置于矿石存储空间中的。矿石存储空间110通过主管道120与采集臂300连接，通过主管道输送矿石。其中的主管道120可以是通过履带式的输送方式；也可以是利用水压，通过水体的流动将矿石输送到矿石存储空间；还可以是通过矿石自身重力，使矿石顺着主管道自动掉入矿石存储空间内等等。在此要说明的是，主管道并不一定是犹如钢管一样内外都是刚性表面的直型管道，其可以是外部为刚性材质内部为柔性材质的管道，更可以是在管道内部设置诸如传送带一样的部件，同时其也不一定是直型的，其可以在中部设置一个或多个转折点，只要能保证矿石能够从采集臂300顺利的运输到矿石存储空间110即可。

最后，采集臂300即为对矿石进行采集的机构。在具体应用场景中，其采集臂的形式可以是抓取式的，也可以是吸入式的，还可以是吸附式的，更可以是前述方式之间的结合等等。之后，再将获得的矿石送入主管道中，其送入的方式可以是通过履带式的传送带，还可以是利用空气或水体的压强差或推动力将矿石吸入或推入主管道中等等。

从上面所述可以看出，本说明书一个或多个实施例提供的一种采矿装置，包括：主体，设置有一矿石存储空间；机械腿，设置有两组且分别位于主体相对的两侧，被配置为实现采矿装置的行走；采集臂，设置于主体，被配置为通过抓取或负压的方式采集矿石；主管道，连接采集臂和矿石存储空间，被配置为将采集臂采集的矿石输送至矿石存储空间。本说明书一个或多个实施例利用机械腿代替履带式的移动方式，可以解决履带式移动在海底压过后造成海底结核矿区环境破坏严重，扬起的泥沙重新覆盖海底微生物群落，导致海底生态链紊乱，最终影响海洋环境和气候。利用采集臂代替推土铲可以仅针对矿石进行采集，而非将矿石和泥沙一起采集之后再做分拣，提高了工作效率。

如图2所示，在一种可选的实施方式中，为了使机械腿可以灵活的进行活动，所述机械腿200包括：固定单元210，被配置为与所述主体100固定连接；第一臂220，被配置为与海底面直接接触；第二臂230，与所述第一臂220铰接并与所述固定单元210万向连接。

在具体应用场景中，机械腿200的活动方式除了通过万向连接的方式进行前后移动，还可以是通过平移的方式，例如将机械腿抬起后整个向前平移，抬起的过程也可以是通过向上平移进行抬起等等。在图2所示的机械腿结构中，第二臂230通过万向连接提供至少2个自由度上的旋转，即至少可以上下移动和前后移动，万向连接的方式至少可以为通过万向轴或万向球连接，其中万向轴即为类似两个十字交叉的转轴，万向球即为类似人体肘关节的活动方式的机械结构，在具体应用场景中，用于万向连接的万向联轴器有多种结构型式，例如：十字轴式、球笼式、球叉式、凸块式、球销式、球铰式、球铰柱塞式、三销式、三叉杆式、三球销式、铰杆式等；最常用的为十字轴式，其次为球笼式。第一臂220与第二臂230铰接可以提供1个自由度上的旋转，即在如图2所示的机械腿中通过第一臂220与第二臂230的铰接提供第一臂220以铰接部位为圆心的左右转动。

在一种可选的实施方式中，为了尽量简化机械腿结构，在保证机械腿灵活活动的同时，减少复杂的连接件。所述万向连接的方式包括：通过万向轴或万向球连接。

如图3所示，在一种可选的实施方式中，为了准确牢靠的获取到目标矿石。所述采集臂300包括：采集臂主体310，为柔性管状结构；吸取口320，设置于所述采集臂主体310的一端，被配置为通过负压的方式采集矿石；辅助爪330，设置有至少三个，至少三个所述辅助爪330设置于所述吸取口320，且沿所述吸取口320周向均匀分布。

其中，为了保护矿石，减少矿石与装置之间的碰撞，从而防止矿石破碎，本具体实施例通过吸取口利用负压的方式将矿石吸入采集臂内，最大程度的保证了矿石完整性，同时，负压采集的方式除了吸入还可以是吸附方式，将矿石吸附于采集臂表面等。同时通过辅助爪辅助定位矿石，并使矿石更为容易的对准吸取口。采集臂主体的柔性管状结构可以为采集臂主体提供一定程度的转动及拉伸等运动方式，其可以是通过塑料材质的折叠方式提供，例如如图3中所示的采集臂主体形状；还可以是通过例如弹簧钢材料制成的类弹簧结构等；还可以是通过材质本身的特性提供，例如弹性、延展性、拉伸性优异的材料，如各类型号的橡胶等。

如图3所示，在一种可选的实施方式中，为了实现采集臂的灵活抓取，使采集臂在一定范围内能够灵活运动，在具体应用中，使采集臂可以在一个圆形范围内进行的高效采集。所述采集臂300还包括：固定盘340、导向杆350及主动杆360；所述固定盘340，固定连接于所述采集臂主体310远离所述吸取口320的一端；所述主动杆360，设置有至少三个，沿所述固定盘340周向均匀分布，一端与所述固定盘340铰接，另一端与所述导向杆350铰接，被配置为通过自身的运动推动所述导向杆350并通过所述导向杆350控制所述采集臂主体310的姿态，以调整所述吸取口320的朝向；所述导向杆350，与所述主动杆360一一对应，铰接于所述采集臂主体310靠近所述吸取口320的一端。

其中，通过主动杆与固定盘的铰接可以实现主动杆相对于固定盘的摆动，再通过主动杆的摆动推动导向杆向前推动，从而使采集臂主体设置吸取口的一端的朝向往推动方向改变，再通过其他至少两个同样的主动杆可以实现采集臂主体设置吸取口的一端在平面上拥有2个自由度。从而最终可以实现吸取口在一定范围内的位置的自由改变。

如图1所示，在一种可选的实施方式中，为了在保护矿石的同时，利用周边环境进行矿石的吸取和运输。所述装置还包括：泵送单元500，设置于所述采集臂300与所述主管道400的连接处，被配置为向所述主管道400内泵送水体使所述采集臂300内产生负压并使所述主管道内产生单向水流，以使主管道400通过单向水流运输矿石。

其中，在具体应用场景中，在海底采集矿石的情况下，通过泵送单元的运转，使主管道中充斥着单向流动的水体，通过单向流动的水体，即可使采集臂内产生负压强，从而为采集臂采集矿石提供动力。同时通过在主管道中的水流还可以将矿石从采集臂处顺畅的运输到矿石存储空间内。另外，矿石不需要经过泵体，由于一般的结核矿易碎，破碎后的结核也会导致生态环境污染，并且不利于采集后传送到水面，在本实施例中，直接利用海水作为介质来传递结核矿，通过泵送单元内的涡轮泵产生高压水射流，射入主管道，带动主管道内水流运动，主管道内由于压力差在采集臂一端产生吸力，当采集臂获得结核矿后，负压将结核矿吸入主管道，通过主管道进入矿石存储空间内。

如图1所示，在一种可选的实施方式中，为了满足整个装置的能源供应，并且使装置与主体结构(例如：位于海面上的船体等)脱离。所述主体100内设置有至少一个电池120；所述电池120的外壳为圆柱形耐压结构，所述电池120设置于所述主体100内靠近海底面的一侧。

其中，在具体应用场景中，深海采矿装置采用电池模组作为能源系统，摆脱与船舶的脐带缆连接限制。每个电池使用一个圆柱形钛合金壳体封装，电芯安装在钛合金耐压壳内，而圆柱形、圆形在海底的受力是较为均匀的，可以有效保护其内部的能源组件。每个能源单元相互冗余独立，整个装置可以单独使用一个能源单元也可以一起使用多个能源单元，当一个能源单元能源耗尽或损坏的情况下，保证整个装置不受影响。同时，相互独立的能源单元也有利于用户或辅助机器人对能源单元的更换。而设置于靠近海底面更是是为了使装置整体的重心尽量降低，保证整体装置的平稳。

如图1所示，在一种可选的实施方式中，为了方便矿石的采集及回收，使装置在工作位置可以持续的进行工作。所述矿石存储空间110包括：集矿仓111，与所述主管道400连通，被配置为接收并存储矿石；释放单元，以可拆卸的方式连接所述集矿仓，被配置为利用弹起、推动或改变浮力的方式释放所述集矿仓。

其中，在矿石存储空间110内可以设置多个集矿仓111，用于承接矿石，当矿石填满一个集矿仓111时，装置可以通过重力测量组件测量集矿仓重量是否超过阈值，或通过红外等组件检测矿石填充状态是否超过特定位置等方式检测集矿仓是否已经被填满，之后将填满的集矿仓封闭，然后矿石存储空间将封闭的集矿仓释放出来。当然也可以设置具体的采集时间，当装置采集够设置时间后进行集矿仓的释放，不论集矿仓是否被采集满；或是当装置移动设定距离后就进行集矿仓的释放等等。而释放集矿仓的方式可以为通过弹簧弹出、通过液压柱推出、通过改变集矿仓的浮力情况使集矿仓浮起移出(例如潜水艇等装置的上浮原理)。在具体应用场景中，释放的集矿仓可以通过浮力装置进行上浮，海面上的船只通过定位装置对集矿仓进行回收。同时，当释放一个集矿仓后，采矿装置可以联系用户或辅助机器人进行集矿仓的补充，可以使采矿装置在工位处连续不断的进行开采，而不用因为矿石存储空间的填满而中断开采，提高开采效率。

在一种可选的实施方式中，为了使每条机械腿可以单独的进行独立运动，从而减少其他机械腿故障所带来的影响，并且还可以与其他机械腿协调共同运动。所述机械腿内设置有监控单元，所述主体内设置有中控单元；所述中控单元，与所述监控单元通讯连接，被配置为生成对应每个所述机械腿的运动指令，并将所述运动指令发送给对应的所述监控单元；所述监控单元，被配置为根据所述运动指令监测控制对应的所述机械腿的运动。另外，中控单元和每条腿内的监控单元均可以设置多个，相互冗余，使装置在其中一个损坏的情况下可以快速切换到备用单元，从而不影响整个装置的运转。

在具体应用场景中，监控单元也是相互冗余的，每个机械腿内有至少一个本地的电机控制器和监测传感器组成的监控单元，将每个关节的运动控制在本地完成，中控单元负责统一协调所有监控单元进行步态协调控制。只要保证每侧有至少2条机械腿能动就能使机器人能够安全运动。而在如图4所示的采矿装置控制单元原理框图中，电池组为所有装置进行供电，其中为了避免相互影响每个组件可以进行单独供电(例如每个机械腿及其内部的监控单元进行单独供电)。中控单元统筹控制所有单元，为所有其他单元发送指令，其通过电池管理系统(battery management system，BMS)对电池进行管控，通过控制泵送单元内的水泵及采集臂内的液压控制单元来完成采集工作。液压控制单元通过集成CPU(central processing unit，中央处理器)对采集臂的执行器与电磁阀进行控制完成采集臂的采集工作，其还可以通过CPU与水泵的控制单元进行信息交换与快速反应。之后，中控单元还会对采矿装置中的其他单元进行控制，例如通过协助处理器对陀螺仪、水下灯、水下相机、声呐和超短基线等辅助组件进行控制，辅助组件是为了使采集臂更为准确的确定矿石的位置。对于采矿装置的外部环境监测，采用陀螺仪、水下灯、水下相机、声呐和超短基线，负责采矿装置的姿态控制、位置控制和外部声学光学图像采集，对于声学和光学图像等大数据量数据由本地协处理器完成初步处理后，交由中控单元总体决策。其中，水下灯与相机配合采集图像资料；声呐与超短基线通过声脉冲等进行回声定位确定矿石位置；陀螺仪确定整体方位。

另外，在一种可选的实施方式中，为了更为有利的保护地面结构表面及附着于表面的生态结构。第一臂220与地面结构接触的一端设置有圆形脚蹼。

其中，蹼型结构与趾型结构或插入式结构比较，蹼型结构更有利于保护地面结构，例如水底的海底沙地结构或岩石结构。

基于同一发明构思，本说明书一个或多个实施例还提供了一种采矿方法，如图5所示，包括：

步骤501，通过机械腿将主体及采集臂移动至矿石存储位置。

步骤502，通过所述采集臂进行矿石采集。

步骤503，所述采集臂通过主管道将矿石输送到所述主体内的矿石存储空间，使所述矿石存储空间存储矿石。

上述实施例的方法应用于前述实施例中相应的采矿装置，在前述采矿装置的实施例中已经涉及了上述各步骤包括的具体内容的说明以及相应的有益效果，故在本实施例中不再赘述。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本说明书一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本说明书一个或多个实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出设备，以便避免使本说明书一个或多个实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图设备的实施方式的细节是高度取决于将要实施本说明书一个或多个实施例的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本公开的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本说明书一个或多个实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

尽管已经结合了本公开的具体实施例对本公开进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。

本说明书一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种采矿装置，其特征在于，包括：

主体，设置有一矿石存储空间；

机械腿，设置有两组且分别位于所述主体相对的两侧，被配置为实现所述采矿装置的行走；

采集臂，设置于所述主体，被配置为通过抓取或负压的方式采集矿石；

主管道，连接所述采集臂和所述矿石存储空间，被配置为将所述采集臂采集的矿石输送至所述矿石存储空间。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述机械腿包括：

固定单元，被配置为与所述主体固定连接；

第一臂，被配置为与海底面直接接触；

第二臂，与所述第一臂铰接并与所述固定单元万向连接。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述万向连接的方式包括：通过万向轴或万向球连接。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述采集臂包括：

采集臂主体，为柔性管状结构；

吸取口，设置于所述采集臂主体的一端，被配置为通过负压的方式采集矿石；

辅助爪，设置有至少三个，至少三个所述辅助爪设置于所述吸取口，且沿所述吸取口周向均匀分布。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述采集臂还包括：固定盘、导向杆及主动杆；

所述固定盘，固定连接于所述采集臂主体远离所述吸取口的一端；

所述主动杆，设置有至少三个，沿所述固定盘周向均匀分布，一端与所述固定盘铰接，另一端与所述导向杆铰接，被配置为通过自身的运动推动所述导向杆并通过所述导向杆控制所述采集臂主体的姿态，以调整所述吸取口的朝向；

所述导向杆，与所述主动杆一一对应，铰接于所述采集臂主体靠近所述吸取口的一端。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，包括：

泵送单元，设置于所述采集臂与所述主管道的连接处，被配置为向所述主管道内泵送水体使所述采集臂内产生负压并使所述主管道内产生单向水流，以使主管道通过单向水流运输矿石。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主体内设置有至少一个电池；

所述电池的外壳为圆柱形耐压结构，所述电池设置于所述主体内靠近海底面的一侧。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述矿石存储空间包括：

集矿仓，与所述主管道连通，被配置为接收并存储矿石；

释放单元，以可拆卸的方式连接所述集矿仓，被配置为利用弹起、推动或改变浮力的方式释放所述集矿仓。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述机械腿内设置有监控单元，所述主体内设置有中控单元；

所述中控单元，与所述监控单元通讯连接，被配置为生成对应每个所述机械腿的运动指令，并将所述运动指令发送给对应的所述监控单元；

所述监控单元，被配置为根据所述运动指令监测控制对应的所述机械腿的运动。

10.一种应用如权利要求1-9任意一项所述的装置的采矿方法，其特征在于，包括：

通过机械腿将主体及采集臂移动至矿石存储位置；

通过所述采集臂进行矿石采集；

所述采集臂通过主管道将矿石输送到所述主体内的矿石存储空间，使所述矿石存储空间存储矿石。

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