CN117776348A - 一种用于深海采矿羽流快速混凝沉降的电化学装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及采矿羽流技术领域，且公开了一种用于深海采矿羽流快速混凝沉降的电化学装置与方法，包括水下机器人本体，所述水下机器人本体上部固定连接有箱体，所述箱体内设有电化学沉降机构，所述电化学沉降机构包括所述箱体内设有沉降腔，所述沉降腔端壁上转动连接有若干个环形齿条，所述环形齿条上对称转动连接有沉降电动转轴，可以实现对采矿时产生的羽流进行过滤处理，并且利用电极板的吸附性对羽流进行快速的混凝沉降，利用多个电极板进行吸附，吸附处理的效率高，并且可以实现对电极板的位置进行调整，便于进行更好的吸附沉降，而且可以在一个过程完成后，对电极板表面进行清洁，便于后续的吸附工作。

Description

一种用于深海采矿羽流快速混凝沉降的电化学装置与方法

技术领域

本发明属于采矿羽流技术领域，具体为一种用于深海采矿羽流快速混凝沉降的电化学装置与方法。

背景技术

伴随陆地稀有金属资源的不足，海底矿产愈发为世界各国所重视。但深海多金属结核的开采中会破坏海底稀软土层和沉积物，深海采矿车行走及采矿过程中，对海水的扰动可使深海沉积物激起、传播，沉积物黏粒间的胶结作用破坏，形成羽流，深海羽流一旦形成扩散，由于其粒径较小，导致其极难沉降，蔓延范围比较广，悬浮时长可持续的时间比较长。

羽流水体浑浊，其携带的颗粒荷载会堵塞底栖生物呼吸道、进食道，致使其大面积死亡，对海底生态造成难以修复的损坏，深海多金属结核开采将扰动海底浅表层沉积物，使沉积物发生再悬浮，形成沉积物羽流。沉积物羽流的运移扩散会改变水体化学性质，影响海底生物的繁衍与生存，是深海多金属结核开采所带来的最直接的环境影响，当前欠缺有效的针对深海羽流的防治技术，而且目前对深海采矿产生的羽流处理时，都是将羽流从海底抽取后对羽流进行处理，不能实现在海底进行处理，处理的过程比较复杂，而且周期长。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种用于深海采矿羽流快速混凝沉降的电化学装置与方法，有效的解决了上述背景技术中提到的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于深海采矿羽流快速混凝沉降的电化学装置，包括水下机器人本体，所述水下机器人本体上部固定连接有箱体，所述箱体内设有电化学沉降机构，所述电化学沉降机构包括所述箱体内设有沉降腔，所述沉降腔端壁上转动连接有若干个环形齿条，所述环形齿条上对称转动连接有沉降电动转轴，所述沉降电动转轴末端转动连接有辅助电动转轴，所述辅助电动转轴末端固定连接有固定块，所述固定块表面固定连接有电极板，所述箱体内设有调节腔，所述调节腔端壁间转动连接有调节转轴，所述调节转轴的外表面固定连接有调节转盘，所述调节转盘的数量与所述环形齿条的数量相同，所述调节转盘上设有若干个推动腔，所述推动腔底壁上固定连接有推动电机推杆，所述推动电机推杆动力端固定连接有啮合齿，所述啮合齿与所述环形齿条啮合，所述沉降腔内设有清洁组件；

所述清洁组件包括所述沉降腔底部设有的升降腔，所述升降腔底壁上转动连接有升降电动丝杆，所述升降电动丝杆外表面螺纹连接有升降螺母板，所述升降螺母板上部设有凹槽，所述凹槽端壁间转动清洁电动转轴，所述清洁电动转轴外表面固定连接有清洁转动块，所述清洁转动块上部固定连接有清除板。

优选的，所述箱体内设有过滤机构，所述过滤机构包括所述箱体内设有的过滤腔，所述过滤腔与所述沉降腔之间连通，所述过滤腔上侧的所述箱体内设有上侧带轮腔，所述过滤腔下侧的所述箱体内设有下侧带轮腔，所述下侧带轮腔与所述上侧带轮腔之间转动连接有带轮轴，所述带轮轴外表面固定连接有带轮，所述带轮之间通过网状过滤带连接，所述网状过滤带与所述过滤腔端壁间滑动连接，其中的一个所述带轮轴与过滤电机动力连接，所述过滤电机固定安装在所述箱体内，所述过滤腔底部设有收集组件；

所述收集组件包括所述过滤腔底部设有的收集腔，所述收集腔端壁间转动连接有收集电动转轴，所述收集电动转轴的外表面固定连接有收集挡板，所述收集挡板与所述收集腔端壁间滑动连接且密封，所述收集挡板上部固定连接有压力传感器；

所述下侧带轮腔端壁间设有辅助过滤组件，所述辅助过滤组件包括所述下侧带轮腔端壁间固定连接的气体输送箱，所述气体输送箱表面对称固定连接有若干个出气孔，所述出气孔与所述气体输送箱内连通，所述气体输送箱与气泵固定连接，所述气泵安装在所述箱体内，所述气体输送箱位于所述网状过滤带之间。

优选的，所述箱体上设有抽取机构，所述抽取机构包括所述箱体前部对称固定连接的固定板，所述固定板上固定连接有凹槽块，所述凹槽块之间转动连接有吸收电动转轴，所述吸收电动转轴之间固定连接有螺纹筒，所述螺纹筒与吸收头的输出端螺纹连接，所述螺纹筒与连接螺纹管的输入端螺纹连接，所述连接螺纹管的输出端连接有抽取软管，所述抽取软管远离所述连接螺纹管一侧末端固定连接有抽取连接管，所述抽取连接管固定安装在抽取箱上，所述抽取箱固定安装在所述箱体的前部，所述抽取连接管内安装有限制单向阀，所述箱体内设有抽取通道，所述抽取通道端壁间设有抽取泵，所述抽取通道与所述过滤腔连通，所述抽取通道与所述抽取箱内连通。

优选的，所述水下机器人本体底部设有搭载机构，所述搭载机构包括所述水下机器人本体底部设有的夹持滑槽，所述夹持滑槽端壁间转动连接有夹持螺纹杆，所述夹持螺纹杆与搭载电机动力连接，所述搭载电机固定安装在所述水下机器人本体内，所述夹持螺纹杆的外表面对称螺纹连接有夹持螺母板，所述夹持螺母板滑动安装在所述夹持滑槽端壁间，所述夹持螺母板下部固定连接有移动板，所述水下机器人本体下部对称设有稳定滑槽，所述稳定滑槽端壁间滑动连接有稳定滑块，所述稳定滑块与所述移动板固定连接，所述移动板外表面固定连接有若干个固定杆，所述固定杆远离所述移动板一侧末端固定连接有连接板，所述连接板上对称设有转动槽，所述转动槽端壁间转动连接有夹持电动转轴，所述夹持电动转轴的外表面固定安装有转动块，所述转动块末端固定连接有夹持板。

优选的，所述水下机器人本体底部设有运动机构，所述运动机构包括所述水下机器人本体底部固定连接的支撑架，所述支撑架末端固定连接有运动架，所述运动架上对称设有运动齿轮腔，所述运动齿轮腔端壁间转动连接有运动齿轮轴，所述运动齿轮轴与运动电机动力连接，所述运动电机固定安装在所述运动架内，所述运动齿轮轴的外表面固定连接有运动齿轮，所述运动齿轮与运动履带啮合，所述运动履带转动连接在所述运动架的外表面，所述运动履带上固定安装有若干个运动板，所述运动板沿所述运动履带的环线方向布置，所述运动板上转动连接有运动丝杆，所述运动丝杆与延伸板螺纹连接，所述延伸板滑动安装在所述运动板内。

优选的，所述升降腔端壁间设有封闭机构，所述封闭机构包括所述升降腔端壁上滑动连接的封闭板，所述箱体内设有封闭齿轮腔，所述封闭齿轮腔端壁间转动连接有封闭齿轮轴，所述封闭齿轮轴与封闭电机动力连接，所述封闭电机固定安装在所述箱体内，所述封闭齿轮轴的外表面固定安装有封闭齿轮，所述封闭齿轮与所述封闭板之间啮合。

优选的，所述沉降腔端壁上设有排出机构，所述排出机构包括所述沉降腔端壁上贯穿加工有排出通道，所述排出通道端壁间固定连接有排出调节阀，所述排出通道端壁底测固定安装有流速传感器。

优选的，所述沉降腔端壁上设有接收机构，所述接收机构包括所述沉降腔底壁上设有的接收腔，所述接收腔端壁间固定连接有接收阀。

优选的，所述箱体内固定安装有蓄电池，所述箱体内固定安装有控制处理器。

本发明提供了一种用于深海采矿羽流快速混凝沉降的电化学方法，基于上述所述的一种用于深海采矿羽流快速混凝沉降的电化学装置，步骤包括：

步骤一：通过搭载机构将水下机器人本体搭载海底采矿车上，便于运动到海底位置，跟随采矿车运动对采矿产生的羽流进行吸收过滤沉降；

步骤二：在海底自主运动时，运动机构运动，从而带动水下机器人本体在海底进行运动；

步骤三：吸收机构运动，从而对采矿时产生的羽流进行吸收，便于进行沉降；

步骤四：过滤机构运动，从而对吸收的羽流中的颗粒物进行过滤除去，并且可以实现对过滤出来的颗粒物进行收集；

步骤五：过滤后的羽流进入到沉降腔中，电化学沉降机构运动，从而对羽流进行沉降，利用电极的吸附沉降对羽流进行沉降；

步骤六：排出机构运动，从而对沉降后的羽流进行排出，并且可以实现对排出的流速进行调节。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1. 本发明提供了一种用于深海采矿羽流快速混凝沉降的电化学装置，可以实现对采矿时产生的羽流进行过滤处理，并且利用电极板的吸附性对羽流进行快速的混凝沉降，利用多个电极板进行吸附，吸附处理的效率高，并且可以实现对电极板的位置进行调整，便于进行更好的吸附沉降，而且可以在一个过程完成后，对电极板表面进行清洁，便于后续的吸附工作。

2.本发明提供了一种用于深海采矿羽流快速混凝沉降的电化学装置，可以实现对采矿时产生的羽流进行抽取，抽取的效率高，并且在抽取后可以实现对羽流进行过滤，对羽流中的一些大的颗粒物进行过滤除去，便于后续的电极板进行吸附处理。

3.本发明提供了一种用于深海采矿羽流快速混凝沉降的电化学装置，可以实现在海底进行运动，可以跟随采矿车运动，运动到合适的位置进行抽取吸附，并且可以实现搭载在海底采矿车上进行运动，提高了羽流沉降的效率。

4.本发明提供了一种用于深海采矿羽流快速混凝沉降的电化学装置，可以实现对过滤后清洁后的垃圾进行收集，收集的效率高。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1为本发明中一种用于深海采矿羽流快速混凝沉降的电化学装置的第一方向结构示意图；

图2为本发明中一种用于深海采矿羽流快速混凝沉降的电化学装置的第二方向结构示意图；

图3为本发明中一种用于深海采矿羽流快速混凝沉降的电化学装置的第三方向结构示意图；

图4为本发明中一种用于深海采矿羽流快速混凝沉降的电化学装置的第四方向结构示意图；

图5为本发明中一种用于深海采矿羽流快速混凝沉降的电化学装置的第五方向结构示意图；

图6为图5中A-A处的剖视结构示意图；

图7为图5中B-B处的剖视结构示意图；

图8为图6中C-C处的剖视结构示意图；

图9为图6中D-D处的剖视结构示意图；

图10为图9中E-E处的剖视结构示意图；

图11为图6中F-F处的剖视结构示意图；

图12为图6中G处的放大结构示意图；

图13为图6中H处的放大结构示意图；

图14为本发明中调节转盘的内部结构示意图。

图中：1-水下机器人本体、2-箱体、3-抽取箱、4-抽取连接管、5-抽取软管、7-螺纹筒、8-吸收头、9-凹槽块、10-固定板、11-支撑架、12-运动履带、13-运动板、14-运动架、15-延伸板、16-运动丝杆、17-夹持板、18-连接板、19-连接螺纹管、20-固定杆、21-转动槽、22-转动块、23-夹持电动转轴、24-移动板、25-稳定滑槽、26-稳定滑块、27-夹持螺母板、28-夹持螺纹杆、30-吸收电动转轴、31-抽取泵、32-抽取通道、33-过滤腔、34-上侧带轮腔、35-带轮、36-电极板、37-环形齿条、38-沉降电动转轴、39-固定块、40-控制处理器、42-清除板、43-排出通道、44-排出调节阀、45-流速传感器、46-接收腔、47-升降腔、48-蓄电池、49-收集腔、50-下侧带轮腔、51-带轮轴、52-网状过滤带、53-升降电动丝杆、54-升降螺母板、55-限制单向阀、56-运动齿轮腔、57-运动齿轮轴、58-运动齿轮、59-辅助电动转轴、60-气体输送箱、61-出气孔、62-调节腔、63-调节电机、64-调节转盘、65-啮合齿、66-调节转轴、67-凹槽、68-清洁电动转轴、69-清洁转动块、70-封闭板、71-封闭齿轮、72-封闭齿轮轴、73-封闭齿轮腔、74-连接通道、75-收集电动转轴、76-收集挡板、77-压力传感器、78-推动腔、79-推动电机推杆、80-沉降腔、81-夹持滑槽、82-接收阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-14所示，本发明提供了一种用于深海采矿羽流快速混凝沉降的电化学装置，所述装置中的部件通过耐压、耐磨损、耐侵蚀材料制成，包括水下机器人本体1，所述水下机器人本体1上部固定连接有箱体2，所述箱体2内设有电化学沉降机构，所述电化学沉降机构用于对羽流进行沉降，利用两个电极的吸附性能对羽流进行沉降，所述电化学沉降机构包括所述箱体2内设有沉降腔80，所述沉降腔80端壁上转动连接有若干个环形齿条37，所述环形齿条37上对称转动连接有沉降电动转轴38，所述沉降电动转轴38末端转动连接有辅助电动转轴59，所述辅助电动转轴59末端固定连接有固定块39，所述固定块39表面固定连接有电极板36，初始时，所述电极板36位于不同的位置，便于更好地对羽流进行沉降，所述箱体2内设有调节腔62，所述调节腔62端壁间转动连接有调节转轴66，所述调节转轴66的外表面固定连接有调节转盘64，所述调节转盘64的数量与所述环形齿条37的数量相同，所述调节转盘64上设有若干个推动腔78，所述推动腔78底壁上固定连接有推动电机推杆79，所述推动电机推杆79动力端固定连接有啮合齿65，所述啮合齿65与所述环形齿条37啮合，所述沉降腔80内设有清洁组件，所述清洁组件用于对所述电极板36表面进行清洁；

所述清洁组件包括所述沉降腔80底部设有的升降腔47，所述升降腔47底壁上转动连接有升降电动丝杆53，所述升降电动丝杆53外表面螺纹连接有升降螺母板54，所述升降螺母板54上部设有凹槽67，所述凹槽67端壁间转动清洁电动转轴68，所述清洁电动转轴68外表面固定连接有清洁转动块69，所述清洁转动块69上部固定连接有清除板42；

从而给所述电极板36通电，羽流进入到所述沉降腔80中，所述电极板36对羽流进行吸附沉降，通过多个所述电极板36从而对羽流进行快速沉降，使得所述推动电机推杆79运动，从而推动所述啮合齿65运动与所述环形齿条37啮合，启动所述调节电机63，从而带动所述调节转轴66转动，从而带动所述调节转盘64转动，从而带动所述啮合齿65转动，所述啮合齿65与所述环形齿条37啮合，从而带动所述环形齿条37转动，从而使得一侧的所述电极板36全部位于下侧位置，使得所述沉降电动转轴38转动，从而带动所述固定块39转动，从而带动所述电极板36转动到相应位置，使得所述辅助电动转轴59转动，从而带动所述固定块39转动，从而带动所述电极板36转动，使得所述电极板36倾斜，使得所述电极板36失电，从而使得所述电极板36吸附在表面的不再吸附，下落后对吸附沉降的进行吸收，然后所述电极板36复位，使得所述升降电动丝杆53转动，从而带动所述升降螺母板54运动，从而带动所述清除板42运动，运动到相应的位置后，使得所述清洁电动转轴68转动，从而带动所述清洁转动块69转动，从而带动所述清除板42运动到水平位置，使得所述升降电动丝杆53转动，从而带动所述清除板42运动与所述电极板36接触，使得所述沉降电动转轴38转动，从而带动所述电极板36转动，从而使得所述清除板42对所述电极板36表面粘结的物体进行铲除，一侧的所述电极板36清洁完成后，另一侧的所述电极板36运动到下侧位置，对另一侧的所述电极板36进行清洁。

有益地，所述箱体2内设有过滤机构，所述过滤机构用于对吸入的羽流中的颗粒物进行过滤，所述过滤机构包括所述箱体2内设有的过滤腔33，所述过滤腔33与所述沉降腔80之间连通，所述过滤腔33上侧的所述箱体2内设有上侧带轮腔34，所述过滤腔33下侧的所述箱体2内设有下侧带轮腔50，所述下侧带轮腔50与所述上侧带轮腔34之间内转动连接有带轮轴51，所述带轮轴51外表面固定连接有带轮35，所述带轮35之间通过网状过滤带52连接，所述网状过滤带52与所述过滤腔33端壁间滑动连接，其中的一个所述带轮轴51与过滤电机动力连接，所述过滤电机固定安装在所述箱体2内，所述过滤腔33底部设有收集组件，所述收集组件用于对过滤出来的颗粒物进行收集；

所述收集组件包括所述过滤腔33底部设有的收集腔49，所述收集腔49端壁间转动连接有收集电动转轴75，所述收集电动转轴75的外表面固定连接有收集挡板76，所述收集挡板76与所述收集腔49端壁间滑动连接且密封，所述收集挡板76上部固定连接有压力传感器77；

所述下侧带轮腔50端壁间设有辅助过滤组件，所述辅助过滤组件用于对所述网状过滤带52进行清洁，使得所述网状过滤带52可以进行更好的过滤，所述辅助过滤组件包括所述下侧带轮腔50端壁间固定连接的气体输送箱60，所述气体输送箱60表面对称固定连接有若干个出气孔61，所述出气孔61与所述气体输送箱60内连通，所述气体输送箱60与气泵固定连接，所述气泵安装在所述箱体2内，所述气体输送箱60位于所述网状过滤带52之间；

从而羽流进入到所述过滤腔33中，经过所述网状过滤带52过滤后进入到所述沉降腔80中，启动所述过滤电机，从而带动所述带轮轴51转动，从而带动所述带轮35转动，从而带动所述网状过滤带52转动进行过滤，启动所述气泵进行鼓气，从而使得气体进入到所述气体输送箱60中，进入到所述出气孔61中，吹在所述网状过滤带52的表面，对所述网状过滤带52内部的颗粒物吹出，从而实现对所述网状过滤带52的清洁，吹出的颗粒物经过所述连接通道74进入到所述收集腔49中，所述网状过滤带52过滤出的颗粒物下落在所述压力传感器77上，到达一定重量后，发送信号给所述收集电动转轴75，使得所述收集电动转轴75转动，从而带动所述收集挡板76转动，从而使得所述收集电动转轴75上的颗粒物进入到所述收集腔49中收集，所述收集挡板76复位。

有益地，所述箱体2上设有抽取机构，所述抽取机构用于对羽流进行抽取，所述抽取机构包括所述箱体2前部对称固定连接的固定板10，所述固定板10上固定连接有凹槽块9，所述凹槽块9之间转动连接有吸收电动转轴30，所述吸收电动转轴30之间固定连接有螺纹筒7，所述螺纹筒7与吸收头8的输出端螺纹连接，所述螺纹筒7与连接螺纹管19的输入端螺纹连接，所述连接螺纹管19的输出端连接有抽取软管5，所述抽取软管5远离所述连接螺纹管19一侧末端固定连接有抽取连接管4，所述抽取连接管4固定安装在抽取箱3上，所述抽取箱3固定安装在所述箱体2的前部，所述抽取连接管4内安装有限制单向阀55，所述箱体2内设有抽取通道32，所述抽取通道32端壁间设有抽取泵31，所述抽取通道32与所述过滤腔33连通，所述抽取通道32与所述抽取箱3内连通；

搭载海底采矿车运动时，使得所述吸收头8与所述连接螺纹管19螺纹连接在一起，拉动所述吸收头8到采矿车的合适位置进行固定，自主运动时，所述吸收头8与所述连接螺纹管19和所述螺纹筒7螺纹连接，启动所述抽取泵31进行抽取，从而使得羽流通过所述吸收头8经过所述连接螺纹管19进入到所述抽取软管5中，经过所述抽取软管5进入到所述抽取连接管4中，经过所述限制单向阀55进入到所述抽取箱3中，经过所述抽取箱3进入到所述抽取通道32中，从而进入到所述过滤腔33中。

有益地，所述水下机器人本体1底部设有搭载机构，所述搭载机构用于将装置搭载在采矿车上，所述搭载机构包括所述水下机器人本体1底部设有的夹持滑槽81，所述夹持滑槽81端壁间转动连接有夹持螺纹杆28，所述夹持螺纹杆28与搭载电机动力连接，所述搭载电机固定安装在所述水下机器人本体1内，所述夹持螺纹杆28的外表面对称螺纹连接有夹持螺母板27，所述夹持螺母板27滑动安装在所述夹持滑槽81端壁间，所述夹持螺母板27下部固定连接有移动板24，所述水下机器人本体1下部对称设有稳定滑槽25，所述稳定滑槽25端壁间滑动连接有稳定滑块26，所述稳定滑块26与所述移动板24固定连接，所述移动板24外表面固定连接有若干个固定杆20，所述固定杆20远离所述移动板24一侧末端固定连接有连接板18，所述连接板18上对称设有转动槽21，所述转动槽21端壁间转动连接有夹持电动转轴23，所述夹持电动转轴23的外表面固定安装有转动块22，所述转动块22末端固定连接有夹持板17；

从而使得所述夹持电动转轴23转动，从而带动所述转动块22转动，从而带动所述夹持板17转动到竖直位置，启动所述搭载电机，从而带动所述夹持螺纹杆28转动，从而带动所述夹持螺母板27转动，从而带动所述移动板24运动，从而带动所述固定杆20运动，从而带动所述连接板18运动，从而带动所述夹持板17运动夹持在采矿车上运动。

有益地，所述水下机器人本体1底部设有运动机构，所述运动机构用于带动装置进行运动，所述运动机构包括所述水下机器人本体1底部固定连接的支撑架11，所述支撑架11末端固定连接有运动架14，所述运动架14上对称设有运动齿轮腔56，所述运动齿轮腔56端壁间转动连接有运动齿轮轴57，所述运动齿轮轴57与运动电机动力连接，所述运动电机固定安装在所述运动架14内，所述运动齿轮轴57的外表面固定连接有运动齿轮58，所述运动齿轮58与运动履带12啮合，所述运动履带12转动连接在所述运动架14的外表面，所述运动履带12上固定安装有若干个运动板13，所述运动板13沿所述运动履带12的环线方向布置，所述运动板13上转动连接有运动丝杆16，所述运动丝杆16与延伸板15螺纹连接，所述延伸板15滑动安装在所述运动板13内；

从而启动所述运动电机，从而带动所述运动齿轮轴57转动，从而带动所述运动齿轮58转动，所述运动齿轮58与所述运动履带12啮合，从而带动所述运动履带12转动，从而带动所述运动板13转动，从而带动装置在海底运动，当需要悬浮在海水中运动，使得所述运动丝杆16转动，从而带动所述延伸板15运动，所述运动履带12转动，从而带动所述运动板13转动，从而带动所述延伸板15转动，从而增加拨水量，使得装置在水中更好的运动。

有益地，所述升降腔47端壁间设有封闭机构，所述封闭机构用于对所述升降腔47端壁间进行封闭，所述封闭机构包括所述升降腔47端壁上滑动连接的封闭板70，所述箱体2内设有封闭齿轮腔73，所述封闭齿轮腔73端壁间转动连接有封闭齿轮轴72，所述封闭齿轮轴72与封闭电机动力连接，所述封闭电机固定安装在所述箱体2内，所述封闭齿轮轴72的外表面固定安装有封闭齿轮71，所述封闭齿轮71与所述封闭板70之间啮合；

从而对所述电极板36清洁时，启动所述封闭电机，从而带动所述封闭齿轮轴72转动，从而带动所述封闭齿轮71转动，所述封闭齿轮71与所述封闭板70啮合，从而带动所述封闭板70运动，从而使得所述升降腔47打开。

有益地，所述沉降腔80端壁上设有排出机构，所述排出机构用于对过滤后的水进行排出，所述排出机构包括所述沉降腔80端壁上贯穿加工有排出通道43，所述排出通道43端壁间固定连接有排出调节阀44，所述排出通道43端壁底测固定安装有流速传感器45；

从而开启所述排出调节阀44，从而对所述沉降腔80中的水进行排出，排出时，所述流速传感器45对排出的流速进行检测，便于所述排出调节阀44对排出的流速进行调节。

有益地，所述沉降腔80端壁上设有接收机构，所述接收机构用于对所述电极板36表面吸附的物质进行接收，所述接收机构包括所述沉降腔80底壁上设有的接收腔46，所述接收腔46端壁间固定连接有接收阀82；

从而打开所述接收阀82，从而使得所述电极板36表面吸附的物质进入到所述接收腔46中进行收集。

有益地，所述箱体2内固定安装有蓄电池48，所述蓄电池48用于对装置进行供电，所述箱体2内固定安装有控制处理器40，所述控制处理器40中设有相应的控制程序，所述控制处理器40与装置中的电性部件信号连接，对电性部件进行发送控制信号和接收信号。

本发明提供了一种用于深海采矿羽流快速混凝沉降的电化学方法，基于上述所述的一种用于深海采矿羽流快速混凝沉降的电化学装置，步骤包括：

步骤一：通过搭载机构将水下机器人本体1搭载海底采矿车上，便于运动到海底位置，跟随采矿车运动对采矿产生的羽流进行吸收过滤沉降；

步骤二：在海底自主运动时，运动机构运动，从而带动水下机器人本体1在海底进行运动；

步骤三：吸收机构运动，从而对采矿时产生的羽流进行吸收，便于进行沉降；

步骤四：过滤机构运动，从而对吸收的羽流中的颗粒物进行过滤除去，并且可以实现对过滤出来的颗粒物进行收集；

步骤五：过滤后的羽流进入到沉降腔80中，电化学沉降机构运动，从而对羽流进行沉降，利用电极的吸附沉降对羽流进行沉降；

步骤六：排出机构运动，从而对沉降后的羽流进行排出，并且可以实现对排出的流速进行调节。

本发明的工作过程：使得所述夹持电动转轴23转动，从而带动所述转动块22转动，从而带动所述夹持板17转动到竖直位置，启动所述搭载电机，从而带动所述夹持螺纹杆28转动，从而带动所述夹持螺母板27转动，从而带动所述移动板24运动，从而带动所述固定杆20运动，从而带动所述连接板18运动，从而带动所述夹持板17运动夹持在采矿车上运动，自主运动时，启动所述运动电机，从而带动所述运动齿轮轴57转动，从而带动所述运动齿轮58转动，所述运动齿轮58与所述运动履带12啮合，从而带动所述运动履带12转动，从而带动所述运动板13转动，从而带动装置在海底运动，当需要悬浮在海水中运动，使得所述运动丝杆16转动，从而带动所述延伸板15运动，所述运动履带12转动，从而带动所述运动板13转动，从而带动所述延伸板15转动，从而增加拨水量，使得装置在水中更好地运动，搭载海底采矿车运动时，使得所述吸收头8与所述连接螺纹管19螺纹连接在一起，拉动所述吸收头8到采矿车的合适位置进行固定，自主运动时，所述吸收头8与所述连接螺纹管19和所述螺纹筒7螺纹连接，启动所述抽取泵31进行抽取，从而使得羽流通过所述吸收头8经过所述连接螺纹管19进入到所述抽取软管5中，经过所述抽取软管5进入到所述抽取连接管4中，经过所述限制单向阀55进入到所述抽取箱3中，经过所述抽取箱3进入到所述抽取通道32中，从而进入到所述过滤腔33中，羽流进入到所述过滤腔33中，经过所述网状过滤带52过滤后进入到所述沉降腔80中，启动所述过滤电机，从而带动所述带轮轴51转动，从而带动所述带轮35转动，从而带动所述网状过滤带52转动进行过滤，启动所述气泵进行鼓气，从而使得气体进入到所述气体输送箱60中，进入到所述出气孔61中，吹在所述网状过滤带52的表面，对所述网状过滤带52内部的颗粒物吹出，从而实现对所述网状过滤带52的清洁，吹出的颗粒物经过所述连接通道74进入到所述收集腔49中，所述网状过滤带52过滤出的颗粒物下落在所述压力传感器77上，到达一定重量后，发送信号给所述收集电动转轴75，使得所述收集电动转轴75转动，从而带动所述收集挡板76转动，从而使得所述收集电动转轴75上的颗粒物进入到所述收集腔49中收集，所述收集挡板76复位,给所述电极板36通电，羽流进入到所述沉降腔80中，所述电极板36对羽流进行吸附沉降，通过多个所述电极板36从而对羽流进行快速沉降，使得所述推动电机推杆79运动，从而推动所述啮合齿65运动与所述环形齿条37啮合，启动所述调节电机63，从而带动所述调节转轴66转动，从而带动所述调节转盘64转动，从而带动所述啮合齿65转动，所述啮合齿65与所述环形齿条37啮合，从而带动所述环形齿条37转动，从而使得一侧的所述电极板36全部位于下侧位置，使得所述沉降电动转轴38转动，从而带动所述固定块39转动，从而带动所述电极板36转动到相应位置，使得所述辅助电动转轴59转动，从而带动所述固定块39转动，从而带动所述电极板36转动，使得所述电极板36倾斜，使得所述电极板36失电，从而使得所述电极板36吸附在表面的不再吸附，下落后对吸附沉降的进行吸收，然后所述电极板36复位，使得所述升降电动丝杆53转动，从而带动所述升降螺母板54运动，从而带动所述清除板42运动，运动到相应的位置后，使得所述清洁电动转轴68转动，从而带动所述清洁转动块69转动，从而带动所述清除板42运动到水平位置，使得所述升降电动丝杆53转动，从而带动所述清除板42运动与所述电极板36接触，使得所述沉降电动转轴38转动，从而带动所述电极板36转动，从而使得所述清除板42对所述电极板36表面粘结的物体进行铲除，一侧的所述电极板36清洁完成后，另一侧的所述电极板36运动到下侧位置，对另一侧的所述电极板36进行清洁，开启所述排出调节阀44，从而对所述沉降腔80中的水进行排出，排出时，所述流速传感器45对排出的流速进行检测，便于所述排出调节阀44对排出的流速进行调节，对所述电极板36清洁时，启动所述封闭电机，从而带动所述封闭齿轮轴72转动，从而给带动所述封闭齿轮71转动，所述封闭齿轮71与所述封闭板70啮合，从而带动所述封闭板70运动，从而使得所述升降腔47打开，打开所述接收阀82，从而使得所述电极板36表面吸附的物质进入到所述接收腔46中进行收集。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种用于深海采矿羽流快速混凝沉降的电化学装置，其特征在于：包括水下机器人本体(1)，所述水下机器人本体(1)上部固定连接有箱体(2)，所述箱体(2)内设有电化学沉降机构，所述电化学沉降机构包括所述箱体(2)内设有沉降腔(80)，所述沉降腔(80)端壁上转动连接有若干个环形齿条(37)，所述环形齿条(37)上对称转动连接有沉降电动转轴(38)，所述沉降电动转轴(38)末端转动连接有辅助电动转轴(59)，所述辅助电动转轴(59)末端固定连接有固定块(39)，所述固定块(39)表面固定连接有电极板(36)，所述箱体(2)内设有调节腔(62)，所述调节腔(62)端壁间转动连接有调节转轴(66)，所述调节转轴(66)的外表面固定连接有调节转盘(64)，所述调节转盘(64)的数量与所述环形齿条(37)的数量相同，所述调节转盘(64)上设有若干个推动腔(78)，所述推动腔(78)底壁上固定连接有推动电机推杆(79)，所述推动电机推杆(79)动力端固定连接有啮合齿(65)，所述啮合齿(65)与所述环形齿条(37)啮合，所述沉降腔(80)内设有清洁组件；

所述清洁组件包括所述沉降腔(80)底部设有的升降腔(47)，所述升降腔(47)底壁上转动连接有升降电动丝杆(53)，所述升降电动丝杆(53)外表面螺纹连接有升降螺母板(54)，所述升降螺母板(54)上部设有凹槽(67)，所述凹槽(67)端壁间转动清洁电动转轴(68)，所述清洁电动转轴(68)外表面固定连接有清洁转动块(69)，所述清洁转动块(69)上部固定连接有清除板(42)。

2.根据权利要求1所述的一种用于深海采矿羽流快速混凝沉降的电化学装置，其特征在于：所述箱体(2)内设有过滤机构，所述过滤机构包括所述箱体(2)内设有的过滤腔(33)，所述过滤腔(33)与所述沉降腔(80)之间连通，所述过滤腔(33)上侧的所述箱体(2)内设有上侧带轮腔(34)，所述过滤腔(33)下侧的所述箱体(2)内设有下侧带轮腔(50)，所述下侧带轮腔(50)与所述上侧带轮腔(34)之间内转动连接有带轮轴(51)，所述带轮轴(51)外表面固定连接有带轮(35)，所述带轮(35)之间通过网状过滤带(52)连接，所述网状过滤带(52)与所述过滤腔(33)端壁间滑动连接，其中的一个所述带轮轴(51)与过滤电机动力连接，所述过滤电机固定安装在所述箱体(2)内，所述过滤腔(33)底部设有收集组件；

所述收集组件包括所述过滤腔(33)底部设有的收集腔(49)，所述收集腔(49)端壁间转动连接有收集电动转轴(75)，所述收集电动转轴(75)的外表面固定连接有收集挡板(76)，所述收集挡板(76)与所述收集腔(49)端壁间滑动连接且密封，所述收集挡板(76)上部固定连接有压力传感器(77)；

所述下侧带轮腔(50)端壁间设有辅助过滤组件，所述辅助过滤组件包括所述下侧带轮腔(50)端壁间固定连接的气体输送箱(60)，所述气体输送箱(60)表面对称固定连接有若干个出气孔(61)，所述出气孔(61)与所述气体输送箱(60)内连通，所述气体输送箱(60)与气泵固定连接，所述气泵安装在所述箱体(2)内，所述气体输送箱(60)位于所述网状过滤带(52)之间。

3.根据权利要求2所述的一种用于深海采矿羽流快速混凝沉降的电化学装置，其特征在于：所述箱体(2)上设有抽取机构，所述抽取机构包括所述箱体(2)前部对称固定连接的固定板(10)，所述固定板(10)上固定连接有凹槽块(9)，所述凹槽块(9)之间转动连接有吸收电动转轴(30)，所述吸收电动转轴(30)之间固定连接有螺纹筒(7)，所述螺纹筒(7)与吸收头(8)的输出端螺纹连接，所述螺纹筒(7)与连接螺纹管(19)的输入端螺纹连接，所述连接螺纹管(19)的输出端连接有抽取软管(5)，所述抽取软管(5)远离所述连接螺纹管(19)一侧末端固定连接有抽取连接管(4)，所述抽取连接管(4)固定安装在抽取箱(3)上，所述抽取箱(3)固定安装在所述箱体(2)的前部，所述抽取连接管(4)内安装有限制单向阀(55)，所述箱体(2)内设有抽取通道(32)，所述抽取通道(32)端壁间设有抽取泵(31)，所述抽取通道(32)与所述过滤腔(33)连通，所述抽取通道(32)与所述抽取箱(3)内连通。

4.根据权利要求1所述的一种用于深海采矿羽流快速混凝沉降的电化学装置，其特征在于：所述水下机器人本体(1)底部设有搭载机构，所述搭载机构包括所述水下机器人本体(1)底部设有的夹持滑槽(81)，所述夹持滑槽(81)端壁间转动连接有夹持螺纹杆(28)，所述夹持螺纹杆(28)与搭载电机动力连接，所述搭载电机固定安装在所述水下机器人本体(1)内，所述夹持螺纹杆(28)的外表面对称螺纹连接有夹持螺母板(27)，所述夹持螺母板(27)滑动安装在所述夹持滑槽(81)端壁间，所述夹持螺母板(27)下部固定连接有移动板(24)，所述水下机器人本体(1)下部对称设有稳定滑槽(25)，所述稳定滑槽(25)端壁间滑动连接有稳定滑块(26)，所述稳定滑块(26)与所述移动板(24)固定连接，所述移动板(24)外表面固定连接有若干个固定杆(20)，所述固定杆(20)远离所述移动板(24)一侧末端固定连接有连接板(18)，所述连接板(18)上对称设有转动槽(21)，所述转动槽(21)端壁间转动连接有夹持电动转轴(23)，所述夹持电动转轴(23)的外表面固定安装有转动块(22)，所述转动块(22)末端固定连接有夹持板(17)。

5.根据权利要求4所述的一种用于深海采矿羽流快速混凝沉降的电化学装置，其特征在于：所述水下机器人本体(1)底部设有运动机构，所述运动机构包括所述水下机器人本体(1)底部固定连接的支撑架(11)，所述支撑架(11)末端固定连接有运动架(14)，所述运动架(14)上对称设有运动齿轮腔(56)，所述运动齿轮腔(56)端壁间转动连接有运动齿轮轴(57)，所述运动齿轮轴(57)与运动电机动力连接，所述运动电机固定安装在所述运动架(14)内，所述运动齿轮轴(57)的外表面固定连接有运动齿轮(58)，所述运动齿轮(58)与运动履带(12)啮合，所述运动履带(12)转动连接在所述运动架(14)的外表面，所述运动履带(12)上固定安装有若干个运动板(13)，所述运动板(13)沿所述运动履带(12)的环线方向布置，所述运动板(13)上转动连接有运动丝杆(16)，所述运动丝杆(16)与延伸板(15)螺纹连接，所述延伸板(15)滑动安装在所述运动板(13)内。

6.根据权利要求3所述的一种用于深海采矿羽流快速混凝沉降的电化学装置，其特征在于：所述升降腔(47)端壁间设有封闭机构，所述封闭机构包括所述升降腔(47)端壁上滑动连接的封闭板(70)，所述箱体(2)内设有封闭齿轮腔(73)，所述封闭齿轮腔(73)端壁间转动连接有封闭齿轮轴(72)，所述封闭齿轮轴(72)与封闭电机动力连接，所述封闭电机固定安装在所述箱体(2)内，所述封闭齿轮轴(72)的外表面固定安装有封闭齿轮(71)，所述封闭齿轮(71)与所述封闭板(70)之间啮合。

7.根据权利要求1所述的一种用于深海采矿羽流快速混凝沉降的电化学装置，其特征在于：所述沉降腔(80)端壁上设有排出机构，所述排出机构包括所述沉降腔(80)端壁上贯穿加工有排出通道(43)，所述排出通道(43)端壁间固定连接有排出调节阀(44)，所述排出通道(43)端壁底测固定安装有流速传感器(45)。

8.根据权利要求7所述的一种用于深海采矿羽流快速混凝沉降的电化学装置，其特征在于：所述沉降腔(80)端壁上设有接收机构，所述接收机构包括所述沉降腔(80)底壁上设有的接收腔(46)，所述接收腔(46)端壁间固定连接有接收阀(82)。

9.根据权利要求6所述的一种用于深海采矿羽流快速混凝沉降的电化学装置，其特征在于：所述箱体(2)内固定安装有蓄电池(48)，所述箱体(2)内固定安装有控制处理器(40)。

10.一种用于深海采矿羽流快速混凝沉降的电化学方法，基于上述权利要求1-9任一所述的一种用于深海采矿羽流快速混凝沉降的电化学装置，其特征在于，步骤包括：

步骤一：通过搭载机构将水下机器人本体(1)搭载海底采矿车上，便于运动到海底位置，跟随采矿车运动对采矿产生的羽流进行吸收过滤沉降；

步骤二：在海底自主运动时，运动机构运动，从而带动水下机器人本体(1)在海底进行运动；

步骤三：吸收机构运动，从而对采矿时产生的羽流进行吸收，便于进行沉降；

步骤四：过滤机构运动，从而对吸收的羽流中的颗粒物进行过滤除去，并且实现对过滤出来的颗粒物进行收集；

步骤五：过滤后的羽流进入到沉降腔(80)中，电化学沉降机构运动，从而对羽流进行沉降，利用电极的吸附沉降对羽流进行沉降；

步骤六：排出机构运动，从而对沉降后的羽流进行排出，并且实现对排出的流速进行调节。