CN212958629U - 一种多功能海底采矿系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能海底采矿系统，包括水面母船、投放到海底的综合采矿中心和一个以上采矿车，综合采矿中心设有能源供应仓、储料仓、行走装置、用于将储料仓中物料输送至水面母船的输送软管、用于与采矿车对接以将采矿车采集的物料转送至储料仓的一个以上物料对接接头以及与能源供应仓相连的用于对采矿车进行电力补给的一个以上充电接头，输送软管的一端与储料仓相连，输送软管的另一端与水面母船可拆卸连接，输送软管上还连接有用于使输送软管与水面母船的连接端漂浮在海面的第一浮力部件。该海底采矿系统的水面母船只需在需装载物料时与输送软管进行连接，操作简单，安全性好，同时兼备勘探、采矿、试验等多种功能。

Description

一种多功能海底采矿系统

技术领域

本实用新型涉及水下矿产资源开采装备技术领域，特别涉及一种多功能海底采矿系统。

背景技术

随着陆地资源的逐渐匮乏，人们逐渐加大对海洋矿产资源的开发，目前一般采用海底采矿系统对矿产进行采集。现有的海底采矿系统一般采用大型船舶作为母船，再通过几千米的管道与提升系统、采集系统等进行连接。这种采矿系统的布放回收操作时流程复杂，耗时长，在遇上大风浪等海上恶劣天气，需要母船还需要带着整个采矿系统躲避风浪，而且功能单一只能进行矿产的采集。

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，提供一种安全性能好，功能多，且不受不良海洋情况影响的一种多功能海底采矿系统。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为

一种多功能海底采矿系统，包括水面母船、投放到海底的综合采矿中心和一个以上采矿车，所述综合采矿中心设有能源供应仓、储料仓、行走装置、用于将储料仓中物料输送至水面母船的输送软管、用于与采矿车对接以将采矿车采集的物料转送至储料仓的一个以上物料对接接头以及与能源供应仓相连的用于对采矿车进行电力补给的一个以上充电接头，所述输送软管的一端与储料仓相连，所述输送软管的另一端与水面母船可拆卸连接，所述输送软管上还连接有用于使输送软管与水面母船的连接端漂浮在海面的第一浮力部件。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述输送软管的中部还连接有多个依次间隔布置的第二浮力部件。

所述输送软管上设有定位装置。

所述行走装置包括安装在综合采矿中心上的多个履带行走轮和用于驱使多个履带行走轮行走的驱动件。

所述综合采矿中心还设有用于与水面母船对接以进行电力和信息传输的电力及通讯传输线缆。

所述能源供应仓采用核能动力供应装置，或者所述能源供应仓采用动力电池或油气发电设备作为动力供应装置。

所述多功能海底采矿系统还包括一个以上的水下勘测机器人，所述水下勘测机器人包括带有浮力机构的机器人本体，所述机器人本体上安装有第一动力电池、推进装置、第一导航定位装置、地形测量装置、灯光摄像装置、充电通讯接口和用于取样的机械臂，所述综合采矿中心设有用于与充电通讯接口对接的充电通讯接头。

所述充电通讯接口为无线充电接头。

所述采矿车包括车本体，所述车本体上安装有料仓、第二动力电池、行走机构、采集机构、输送泵、导航定位装置、用于与所述物料对接接头匹配对接的物料接口和用于与所述充电接头匹配对接的充电接口。

所述综合采矿中心还设有控制仓、维修站、试验仓、信息导航定位仓和载人仓中的至少一个，且所述综合采矿中心设有载人仓时综合采矿中心还具有与载人仓配合使用的减压仓。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

在本实用新型方案中，输送软管与水面母船的连接端漂浮在海面上，输送软管的另一端与投放到海底的综合采矿中心连接，采矿时，首先利用采矿车进行物料的采集，接着通过对接接头将采矿车采集的物料转运到储料仓，最后将水面母船行驶至输送软管的连接端所在的位置，并与输送软管进行连接，装载通过输送软管输送的物料。其中，综合采矿中心还设有行走装置和能源供应仓，采矿车可通过与该能源供应仓相连的充电接头及时进行电力补充。相对于现有技术，该海底采矿系统的水面母船只需在需装载物料时与输送软管进行连接，安全性能好，降低了海洋恶劣海况下对该深海采矿的影响，而且该海底采矿系统具备勘探，采矿，试验等功能，还可应用于海底矿物的商业开采，极大的提高了用户的使用感。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例的多功能海底采矿系统的结构示意图。

图2为本实用新型实施例的多功能海底采矿系统的综合采矿中心和输送软管连接时的结构示意图。

图3为本实用新型实施例的多功能海底采矿系统的综合采矿中心的结构示意图。

图4为本实用新型实施例的多功能海底采矿系统的水下勘测机器人的结构示意图。

图5为本实用新型实施例的多功能海底采矿系统的采矿车的结构示意图。

图例说明：

1、水面母船；2、综合采矿中心；21、能源供应仓；22、储料仓；23、行走装置；24、输送软管；241、第一浮力部件；242、第二浮力部件；243、定位装置；25、物料对接接头； 26、充电接头；3、采矿车；31、行走机构；32、采集机构；33、输送泵；34、充电接口；4、水下勘测机器人；41、机器人本体；42、推进装置；43、第一导航定位装置。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本实用新型做更全面、细致地描述，但本实用新型的保护范围并不限于以下具体实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本实用新型的保护范围。

如图1至图5所示，本实施例的多功能海底采矿系统，包括水面母船1、投放到海底的综合采矿中心2和一个以上采矿车3，综合采矿中心2设有能源供应仓21、储料仓22、行走装置23、用于将储料仓22中物料输送至水面母船1的输送软管24、用于与采矿车3对接以将采矿车3采集的物料转送至储料仓22的一个以上物料对接接头25以及与能源供应仓21相连的用于对采矿车3进行电力补给的一个以上充电接头26，输送软管24的一端与储料仓22 相连，输送软管24的另一端与水面母船1可拆卸连接，输送软管24上还连接有用于使输送软管24与水面母船1的连接端漂浮在海面的第一浮力部件241。采矿前，将输送软管24和综合采矿中心2相连并投放到海底的采矿点，此时输送软管24与水面母船1的连接端通过第一浮力部件241漂浮在海面上，输送软管24的另一端则始终与投放到海底的综合采矿中心2 连接。采矿时，首先利用采矿车3进行物料的采集，接着通过物料对接接头25将采矿车3采集的物料转运到储料仓22，最后将水面母船1行驶至输送软管24的连接端所在的位置，并与输送软管24进行连接，其中，综合采矿中心2上还设有输送泵，该输送泵位于综合采矿中心2与输送软管24的接口处，当输送软管24与水面母船1连接完成后，通过该输送泵便能将物料顺着输送软管24运输到水面母船1上。进一步的，综合采矿中心2还设有行走装置 23和能源供应仓21，通过该行走装置23可对综合采矿中心2进行移动，便于移动到不同的采集点；采矿车3可通过与该能源供应仓21相连的充电接头26及时进行电力补充，从而进行下一轮的物料采集。需要说明的是该充电接头26可以为带接头的可插拔式的，也可以为无线充电式的，对此不作具体的限定。相对于现有技术，该海底采矿系统的水面母船1只需在需装载物料时与输送软管24进行连接，安全性能好，降低了海洋恶劣海况下对深海采矿的影响，而且该海底采矿系统具备勘探，采矿，试验等功能，可应用于海底矿物的商业开采，极大的提高了用户的使用感。

本实施例中，输送软管24的中部还连接有多个依次间隔布置的第二浮力部件242，而且本实施中所采用的输送软管24均为零浮力材料制成。这样能更好的保持输送软管24的管道形态，保证物料在输送过程中不受阻碍，能快速的到达水面母船1。

本实施例中，输送软管24上设有定位装置243，水面母船1上设有接收该定位装置243 相关信息的接收装置。当需要装载物料时，通过该定位装置243，水面母船1可迅速、准确的驶向输送软管24所在的位置，并与输送软管24进行连接，从而实现物料的输送。节约了人为寻找输送软管24的时间，提高了效率。

本实施例中，行走装置23包括安装在综合采矿中心2上的多个履带行走轮和用于驱使多个履带行走轮行走的驱动件。由于海底深处地形复杂，将行走装置23设置成上述形式，保证了综合采矿中心2移动过程的稳定性，降低了综合采矿中心2因地形因素被卡住或是在移动过程中翻转的概率。

本实施例中，综合采矿中心2还设有用于与水面母船1对接以进行电力和信息传输的电力及通讯传输线缆。这样，综合采矿中心2还能对水面母船1进行信息的传输。如此，便于位于水面母船1上的工作人员了解综合采矿中心2的情况，当产生问题时，及时给出解决该问题的方案。

本实施例中，能源供应仓21采用核能动力供应装置，或者能源供应仓21采用动力电池或油气发电设备作为动力供应装置。这样，综合采矿中心2可自给自足，长时间在海底进行作业，不仅延长了物料的采集时间，更便于科研人员对海底情况进行调查。

本实施例中，多功能海底采矿系统还包括一个以上的水下勘测机器人4，水下勘测机器人4包括带有浮力机构的机器人本体41，机器人本体41上安装有第一动力电池、推进装置 42、第一导航定位装置43、地形测量装置、灯光摄像装置、充电通讯接口和用于取样的机械臂，综合采矿中心2设有用于与充电通讯接口对接的充电通讯接头。该水下勘测机器人4可对海洋环境，生物、地质等进行相关信息的收集，如此便于科研人员更好的对海洋进行勘测和调查，使人类对海底环境有更清楚的了解。

本实施例中，充电通讯接口为无线充电接头。这样，可对水下勘测机器人4及时进行电力供给，进一步提高了水下勘测机器人4的工作效率。

本实施例中，采矿车3包括车本体，车本体上安装有料仓、第二动力电池、行走机构31、采集机构32、输送泵33、导航定位装置、用于与物料对接接头25匹配对接的物料接口和用于与充电接头26匹配对接的充电接口34。如此，提高了矿物等物料的采集效率，而且采矿车3上设置的定位装置，在采矿车3出现故障时，便于对其进行回收，维修，降低了对海底环境造成污染的概率。

本实施例中，综合采矿中心2还设有控制仓、维修站、试验仓、信息导航定位仓和载人仓中的至少一个，且综合采矿中心2设有载人仓时综合采矿中心2还具有与载人仓配合使用的减压仓。其中，工作人员通过该控制仓可了解整个系统的基本情况并对综合采矿中心2进行控制，例如物料的收集运输情况，信息的收集情况，综合采矿中心2所处的位置等。而载人仓和减压仓，则便于工作人员进入综合采矿中心2内进行海底相关试验并对综合采矿中心 2的维护工作。维修站则内还设有维修机器人，通过该维修机器人可对采矿车3和水下勘测机器人4进行维修和定期检查，避免了当采矿车3和水下勘测机器人4临时发生故障或是工作人员无法及时进行维修亦或是由于海上环境等因素导致不能对采矿车3和水下勘测机器人 4及时进行维修，从而导致采矿和勘测工作暂停这一事情的发生，进而耽误时间，影响工序的进度。试验仓则为科研人员提供了专门的环境进行相关项目的研究，而信息导航定位仓则便于陆地上的工作人员对综合采矿中心2所处的位置进行定位，以便在综合采矿中心2发生故障时，进行到达综合采矿中心2所在的位置对其进行维修。具体功能仓的数量和功能类型可视具体情况进行设置。上述设置丰富了综合采矿中心2的功能，使其能满足多种需求。

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)

1.一种多功能海底采矿系统，其特征在于，包括水面母船(1)、投放到海底的综合采矿中心(2)和一个以上采矿车(3)，所述综合采矿中心(2)设有能源供应仓(21)、储料仓(22)、行走装置(23)、用于将储料仓(22)中物料输送至水面母船(1)的输送软管(24)、用于与采矿车(3)对接以将采矿车(3)采集的物料转送至储料仓(22)的一个以上物料对接接头(25)以及与能源供应仓(21)相连的用于对采矿车(3)进行电力补给的一个以上充电接头(26)，所述输送软管(24)的一端与储料仓(22)相连，所述输送软管(24)的另一端与水面母船(1)可拆卸连接，所述输送软管(24)上还连接有用于使输送软管(24)与水面母船(1)的连接端漂浮在海面的第一浮力部件(241)。

2.根据权利要求1所述的一种多功能海底采矿系统，其特征在于，所述输送软管(24)的中部还连接有多个依次间隔布置的第二浮力部件(242)。

3.根据权利要求1所述的一种多功能海底采矿系统，其特征在于，所述输送软管(24)上设有定位装置(243)。

4.根据权利要求1所述的一种多功能海底采矿系统，其特征在于，所述行走装置(23)包括安装在综合采矿中心(2)上的多个履带行走轮和用于驱使多个履带行走轮行走的驱动件。

5.根据权利要求1所述的一种多功能海底采矿系统，其特征在于，所述综合采矿中心(2)还设有用于与水面母船(1)对接以进行电力和信息传输的电力及通讯传输线缆。

6.根据权利要求1所述的一种多功能海底采矿系统，其特征在于，所述能源供应仓(21)采用核能动力供应装置，或者所述能源供应仓(21)采用动力电池或油气发电设备作为动力供应装置。

7.根据权利要求1所述的一种多功能海底采矿系统，其特征在于，所述多功能海底采矿系统还包括一个以上的水下勘测机器人(4)，所述水下勘测机器人(4)包括带有浮力机构的机器人本体，所述机器人本体上安装有第一动力电池、推进装置、第一导航定位装置、地形测量装置、灯光摄像装置、充电通讯接口和用于取样的机械臂，所述综合采矿中心(2)设有用于与充电通讯接口对接的充电通讯接头。

8.根据权利要求7所述的一种多功能海底采矿系统，其特征在于，所述充电通讯接口为无线充电接头。

9.根据权利要求1所述的一种多功能海底采矿系统，其特征在于，所述采矿车(3)包括车本体，所述车本体上安装有料仓、第二动力电池、行走机构、采集机构、输送泵、导航定位装置、用于与所述物料对接接头(25)匹配对接的物料接口和用于与所述充电接头(26)匹配对接的充电接口。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的一种多功能海底采矿系统，其特征在于，所述综合采矿中心(2)还设有控制仓、维修站、试验仓、信息导航定位仓和载人仓中的至少一个，且所述综合采矿中心(2)设有载人仓时综合采矿中心(2)还具有与载人仓配合使用的减压仓。

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