CN206485544U - 海底离散矿物颗粒勘探器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种海底离散矿物颗粒勘探器，包括储存仓和探测仓，储存仓的底部设有开口和用于打开或关闭开口的开闭装置，储存仓上设有用于驱动探测仓伸出或缩入开口的升降装置，探测仓的底部设有物料进出口以及用于打开或关闭物料进出口的可开闭滤网装置，还包括用于称量探测仓重量的电子秤。本实用新型具有结构简单、作业连续性好、效率高、针对性强、对深海环境影响小等优点。

Description

海底离散矿物颗粒勘探器

技术领域

本实用新型涉及海洋勘探设备技术领域，具体涉及一种海底离散矿物颗粒勘探器。

背景技术

随着海洋勘探技术的快速发展，科学家发现海底蕴藏着丰富的矿物资资源，从工程技术领域来说，开发海洋矿物资源有助于满足人类在陆地资源枯竭时对各种矿物资源的需求及寻求陆地资源缺乏或者未发现的矿物元素，在未来具有不可限量的发展前景，同时也蕴藏着巨大的经济价值。因此海洋资源是目前世界各国研究开发的一个重点领域，也是竞争最为激烈的技术领域之一。

近年来，随着海洋勘探技术的快速发展，对海洋矿产资源开发利用研究的不断深入，科学家发现不是所有的海底都分布着矿物资源，同时也不是所有分布有矿物资源的区域都具有开采价值，那么如何区分海底矿物资源是否具有开采价值就成为大家关心的问题。如果我们知道公海的某个区域具有很高存储量的矿物资源同时开发利用技术难度低，那么在申请矿区时就能做到有的放矢，尽量争取到最有开采价值的区域，在开采阶段可以做到经济利益最大化。目前对深海矿物资源的开发利用研究主要集中于硫化物、多金属锰结核和富钴结壳，这三种矿物资源一般分布在水深1000米-6000米的海底，呈离散型单颗粒状态分布在极大的海域范围，且分布不均匀，那么针对这一种矿石样品研制一台高效、准确的勘探装置就变得非常有意义。

目前国内外针对海底离散型矿物资源的勘探设备主要有海底拖网、可视抓斗等。深海拖网虽然能取得大量岩石样品，但对海底生态环境破坏非常大。可视抓斗主要是针对硫化物进行取样，但是无法对矿物的丰度进行调查。这些取样技术无法对海底矿物的分布进行准确的调查、勘探，并且无法做到数据的即时交换。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种结构简单、作业连续性好、效率高、针对性强、对深海环境影响小的海底离散矿物颗粒勘探器。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种海底离散矿物颗粒勘探器，包括储存仓和探测仓，所述储存仓的底部设有开口和用于打开或关闭所述开口的开闭装置，所述储存仓上设有用于驱动探测仓伸出或缩入所述开口的升降装置，所述探测仓的底部设有物料进出口以及用于打开或关闭所述物料进出口的可开闭滤网装置，还包括用于称量探测仓重量的电子秤。

上述的海底离散矿物颗粒勘探器，优选的，所述开闭装置包括两块导流挡板，两块导流挡板与储存仓铰接连接并可通过摆动打开或关闭所述开口，各导流挡板连接有使其处在打开开口状态的弹性部件以及用于驱使导流挡板摆动关闭开口的驱动机构。

上述的海底离散矿物颗粒勘探器，优选的，所述驱动机构包括第一拉绳和安装在储存仓上的一个以上第一滑轮，所述第一拉绳的一端与导流挡板相连，另一端绕过一个以上第一滑轮与一用于卷绕和释放第一拉绳的第一卷绕组件相连。

上述的海底离散矿物颗粒勘探器，优选的，所述弹性部件使导流挡板处在打开开口的状态时，导流挡板与储存仓的底面垂直；所述驱动机构驱使导流挡板处在关闭开口的状态时，两块导流挡板自开口的上方分别向储存仓的底面倾斜布置。

上述的海底离散矿物颗粒勘探器，优选的，所述可开闭滤网装置包括滤网和弹性卷绕机构，所述滤网卷绕在弹性卷绕机构上并在弹性卷绕机构的作用下保持卷绕状态，所述弹性卷绕机构安装在物料进出口的一侧，所述可开闭滤网装置还包括用于拖动滤网展开并将物料进出口关闭的拉网机构。

上述的海底离散矿物颗粒勘探器，优选的，所述拉网机构包括第二拉绳和安装在探测仓上的一个以上第二滑轮，所述第二拉绳的一端与滤网相连，另一端绕过一个以上第二滑轮与一用于卷绕和释放第二拉绳的第二卷绕组件相连。

上述的海底离散矿物颗粒勘探器，优选的，所述升降装置包括伸缩油缸以及驱动伸缩油缸伸缩运动的液压系统，所述伸缩油缸安装在储存仓上，所述探测仓通过电子秤与伸缩油缸的伸缩杆相连。

上述的海底离散矿物颗粒勘探器，优选的，所述海底离散矿物颗粒勘探器还包括控制器，所述开闭装置、升降装置、可开闭滤网装置和电子秤均通过控制信号线与控制器相连。

上述的海底离散矿物颗粒勘探器，优选的，所述储存仓内设有用于引导探测仓升降运动的导向装置，所述导向装置包括两块固接于储存仓上的导向板，两块导向板分设于探测仓的两侧。

上述的海底离散矿物颗粒勘探器，优选的，所述储存仓的中心线和探测仓的中心线重合。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型的底离散矿物颗粒勘探器可搭载在水下机械手臂或者ROV上进行工作，操作人员可以在母船或者海底潜器上完成对海底离散矿物颗粒的勘探、调查和取样，其对环境适应性强，无特殊设备要求，且具有结构简单、作业连续性好、效率高、可靠性好、针对性强、对深海环境影响小等优点，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为海底离散矿物颗粒勘探器的结构示意图。

图例说明：

1、储存仓；11、开口；2、探测仓；21、物料进出口；3、开闭装置；31、导流挡板；32、弹性部件；33、第一拉绳；34、第一滑轮；35、合页；4、升降装置；41、伸缩油缸；42、油箱；43、液压泵；5、可开闭滤网装置；51、滤网；52、弹性卷绕机构；53、第二拉绳；54、第二滑轮；6、电子秤；7、控制器；8、导向板。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，本实施例的海底离散矿物颗粒勘探器，包括储存仓1和探测仓2，储存仓1的底部设有开口11和用于打开或关闭开口11的开闭装置3，储存仓1上设有用于驱动探测仓2伸出或缩入开口11的升降装置4，探测仓2的底部设有物料进出口21以及用于打开或关闭物料进出口21的可开闭滤网装置5，还包括用于称量探测仓2重量的电子秤6。该底离散矿物颗粒勘探器可搭载在水下机械手臂或者ROV上进行工作，在海底进行勘探、取样时，由水下机械手臂或者ROV带到预定海域，通过装载的水下摄像头观察岩石的赋存情况，当确定勘探区域后，水下机械手臂或者ROV将海底离散矿物颗粒勘探器放置于选定的勘探、取样地点上方，开闭装置3将开口11打开，通过升降装置4驱使探测仓2向下运动伸储存仓1的出开口11，当探测仓2达到设定深度时，探测仓2压入海底一定深度，使物料进出口21范围内的矿物颗粒进入探测仓2内，此时通过可开闭滤网装置5将物料进出口21关闭，防止矿物颗粒掉落，然后升降装置4驱使探测仓2向上运动缩入储存仓1的出开口11，电子秤6读数并记录数据，完成勘探、取样工作。如果还需进行取样，在勘探、取样工作完成后，开闭装置3将开口11关闭，可开闭滤网装置5将物料进出口21打开，使探测仓2内的矿物颗粒掉落到储存仓1内即可。

本实施例中，开闭装置3包括两块导流挡板31，两块导流挡板31通过合页35与储存仓1铰接连接并可通过摆动打开或关闭开口11，各导流挡板31连接有使其处在打开开口11状态的弹性部件32以及用于驱使导流挡板31摆动关闭开口11的驱动机构。驱动机构包括第一拉绳33和安装在储存仓1上的两个第一滑轮34，第一拉绳33的一端与导流挡板31相连，另一端绕过两个第一滑轮34与一用于卷绕和释放第一拉绳33的第一卷绕组件相连。第一卷绕组件卷绕和释放第一拉绳33可实现控制两块导流挡板31打开或关闭开口11，当第一卷绕组件释放第一拉绳33时，导流挡板31在弹性部件32的作用下保持在打开开口11的状态，当第一卷绕组件卷绕第一拉绳33时，第一拉绳33拉动导流挡板31克服弹性部件32的作用摆动至关闭开口11的状态。上述第一卷绕组件为现有技术，例如可采用卷筒和旋转驱动件的组合。

进一步的，弹性部件32使导流挡板31处在打开开口11的状态时，导流挡板31与储存仓1的底面垂直；驱动机构驱使导流挡板31处在关闭开口11的状态时，两块导流挡板31自开口11的上方分别向储存仓1的底面倾斜布置。这样，在导流挡板31处在打开开口11的状态时，导流挡板31可阻挡储存仓1中的矿物颗粒从开口11掉落，在导流挡板31处在关闭开口11的状态时，两块导流挡板31可引导从探测仓2掉落的矿物颗粒流向开口11两侧的储存仓1，避免导流挡板31再次打开开口11时矿物颗粒从开口11掉落。

本实施例中，可开闭滤网装置5包括滤网51和弹性卷绕机构52，滤网51卷绕在弹性卷绕机构52上并在弹性卷绕机构52的作用下保持卷绕状态，弹性卷绕机构52安装在物料进出口21的一侧，可开闭滤网装置5还包括用于拖动滤网51展开并将物料进出口21关闭的拉网机构。拉网机构包括第二拉绳53和安装在探测仓2上的两个第二滑轮54，第二拉绳53的一端与滤网51相连，另一端绕过两个第二滑轮54与一用于卷绕和释放第二拉绳53的第二卷绕组件相连。第二卷绕组件卷绕和释放第二拉绳53可实现控制滤网51打开或关闭物料进出口21，当第二卷绕组件释放第二拉绳53时，弹性卷绕机构52自动卷绕滤网51使滤网51打开物料进出口21，当第二卷绕组件卷绕第二拉绳53时，第二拉绳53拉动滤网51克服弹性卷绕机构52的作用展开将物料进出口21关闭。上述第二卷绕组件为现有技术，例如可采用卷筒和旋转驱动件的组合。上述弹性卷绕机构52为现有技术，可采用卷筒和螺旋弹簧。

本实施例中，升降装置4伸缩油缸41以及驱动伸缩油缸41伸缩运动的液压系统，伸缩油缸41安装在储存仓1的顶部，探测仓2通过电子秤6与伸缩油缸41的伸缩杆相连，液压系统驱动伸缩油缸41伸缩运动，从而驱使探测仓2升降运动。液压系统安装在储存仓1的顶部，其采用现有技术，包括油箱42、由电机驱动的液压泵43以及控制阀门，控制阀门的两个工作油口分别通过油管与伸缩油缸41的两个工作油口相连，控制阀门的进油口通过油管与液压泵43的出油口相连，控制阀门的出油口和液压泵43的进油口分别通过油管与油箱42相连，液压泵43工作输出压力油，压力油通过控制阀门来控制伸缩油缸41伸缩运动。

本实施例中，海底离散矿物颗粒勘探器还包括控制器7，母船或海底潜水器通过电缆与控制器7相连提供动力以及进行数据交换、监测，便于操作人员在母船或者海底潜水器上完成作业，开闭装置3、升降装置4、可开闭滤网装置5和电子秤6均通过控制信号线与控制器7相连，通过控制器7控制开闭装置3、升降装置4、可开闭滤网装置5动作，以及与电子秤6进行数据交换。

本实施例中，储存仓1内设有用于引导探测仓2升降运动的导向装置，导向装置包括两块固接于储存仓1上的导向板8，两块导向板8分设于探测仓2内壁的两侧，通过导向装置的引导和导向作用，可提高探测仓2升降的准确性和稳定可靠性。

本实施例中，储存仓1的中心线和探测仓2的中心线重合。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种海底离散矿物颗粒勘探器，其特征在于：包括储存仓（1）和探测仓（2），所述储存仓（1）的底部设有开口（11）和用于打开或关闭所述开口（11）的开闭装置（3），所述储存仓（1）上设有用于驱动探测仓（2）伸出或缩入所述开口（11）的升降装置（4），所述探测仓（2）的底部设有物料进出口（21）以及用于打开或关闭所述物料进出口（21）的可开闭滤网装置（5），还包括用于称量探测仓（2）重量的电子秤（6）。

2.根据权利要求1所述的海底离散矿物颗粒勘探器，其特征在于：所述开闭装置（3）包括两块导流挡板（31），两块导流挡板（31）与储存仓（1）铰接连接并可通过摆动打开或关闭所述开口（11），各导流挡板（31）连接有使其处在打开开口（11）状态的弹性部件（32）以及用于驱使导流挡板（31）摆动关闭开口（11）的驱动机构。

3.根据权利要求2所述的海底离散矿物颗粒勘探器，其特征在于：所述驱动机构包括第一拉绳（33）和安装在储存仓（1）上的一个以上第一滑轮（34），所述第一拉绳（33）的一端与导流挡板（31）相连，另一端绕过一个以上第一滑轮（34）与一用于卷绕和释放第一拉绳（33）的第一卷绕组件相连。

4.根据权利要求2所述的海底离散矿物颗粒勘探器，其特征在于：所述弹性部件（32）使导流挡板（31）处在打开开口（11）的状态时，导流挡板（31）与储存仓（1）的底面垂直；所述驱动机构驱使导流挡板（31）处在关闭开口（11）的状态时，两块导流挡板（31）自开口（11）的上方分别向储存仓（1）的底面倾斜布置。

5.根据权利要求1所述的海底离散矿物颗粒勘探器，其特征在于：所述可开闭滤网装置（5）包括滤网（51）和弹性卷绕机构（52），所述滤网（51）卷绕在弹性卷绕机构（52）上并在弹性卷绕机构（52）的作用下保持卷绕状态，所述弹性卷绕机构（52）安装在物料进出口（21）的一侧，所述可开闭滤网装置（5）还包括用于拖动滤网（51）展开并将物料进出口（21）关闭的拉网机构。

6.根据权利要求5所述的海底离散矿物颗粒勘探器，其特征在于：所述拉网机构包括第二拉绳（53）和安装在探测仓（2）上的一个以上第二滑轮（54），所述第二拉绳（53）的一端与滤网（51）相连，另一端绕过一个以上第二滑轮（54）与一用于卷绕和释放第二拉绳（53）的第二卷绕组件相连。

7.根据权利要求1所述的海底离散矿物颗粒勘探器，其特征在于：所述升降装置（4）包括伸缩油缸（41）以及驱动伸缩油缸（41）伸缩运动的液压系统，所述伸缩油缸（41）安装在储存仓（1）上，所述探测仓（2）通过电子秤（6）与伸缩油缸（41）的伸缩杆相连。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的海底离散矿物颗粒勘探器，其特征在于：所述海底离散矿物颗粒勘探器还包括控制器（7），所述开闭装置（3）、升降装置（4）、可开闭滤网装置（5）和电子秤（6）均通过控制信号线与控制器（7）相连。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的海底离散矿物颗粒勘探器，其特征在于：所述储存仓（1）内设有用于引导探测仓（2）升降运动的导向装置，所述导向装置包括两块固接于储存仓（1）上的导向板（8），两块导向板（8）分设于探测仓（2）的两侧。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的海底离散矿物颗粒勘探器，其特征在于：所述储存仓（1）的中心线和探测仓（2）的中心线重合。